AC 전압은 전원 공급 업체에서 소비자에게 전달됩니다. 이것은 전기를 운반하는 특성 때문입니다. 그러나 대부분의 가정용(및 부분적으로 산업용) 전기 소비자는 직접 전압 공급이 필요합니다. 그것을 얻으려면 변환기가 필요합니다. 많은 경우 "강압 변압기 - 정류기 - 평활 필터" 방식에 따라 제작됩니다(단, 스위칭 전원 공급 장치). 브리지 회로의 다이오드는 정류기로 사용됩니다.
다이오드 브리지의 용도 및 작동 원리
다이오드 브리지는 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 정류 회로로 사용됩니다. 한 방향으로만 전류를 흐르게 하는 반도체 다이오드의 특성인 단방향 전도를 기반으로 동작한다. 단일 다이오드는 가장 단순한 정류기로도 사용할 수 있습니다.
이러한 유형의 연결을 사용하면 하단의 다이오드(부정적인사인파의 일부가 "차단"됩니다. 이 방법에는 다음과 같은 단점이 있습니다.
- 출력 전압의 모양이 일정하지 않고 평활 필터로 크고 성가신 커패시터가 필요합니다.
- AC 전원 공급 장치는 최대 용량의 절반만 사용됩니다.
부하를 통과하는 전류는 출력 전압의 모양을 반복합니다. 따라서 다이오드 브리지 형태의 이중 반주기 정류기를 사용하는 것이 좋습니다. 위의 회로에 4개의 다이오드를 포함하고 부하를 연결하면 AC 전압이 입력에 적용될 때 장치는 다음과 같이 작동합니다.
전압이 양수일 때(사인파의 위쪽 부분, 빨간색 화살표), 전류는 다이오드 VD2, 부하, VD3을 통과합니다. 다이오드 VD4, 부하, VD1을 통한 음의 전압(정현파의 하단 부분, 녹색 화살표). 결과적으로 한 기간 동안 전류는 동일한 방향으로 부하를 두 번 통과합니다.
리플의 수준은 상당히 높지만 출력 전압의 모양은 훨씬 직선에 가깝습니다. 소스의 힘이 완전히 사용되었습니다.
필요한 진폭의 3상 전압 소스가 있는 경우 다음 구성표에 따라 브리지를 만들 수 있습니다.
120도 위상 편이로 출력 전압의 모양을 반복하면서 부하에 3개의 전류를 쌓습니다.
출력 전압은 정현파의 상단을 돌 것입니다. 전압 펄스가 단상 회로보다 훨씬 적고 모양이 직선에 더 가깝다는 것을 알 수 있습니다. 이 경우 평활 필터의 커패시턴스는 최소화됩니다.
다리의 또 다른 변형은 제어 다리입니다. 그것에서 두 개의 다이오드는 신호가 제어 전극에 적용될 때 열리는 전자 장치인 사이리스터로 대체됩니다. 열리면 사이리스터는 거의 일반 다이오드처럼 작동합니다. 회로는 다음과 같은 형식을 취합니다.
스위칭 신호는 합의된 시간에 제어 회로에서 적용되며 0을 통한 전압 전환 순간에 스위치가 꺼집니다. 그런 다음 전압이 커패시터에 대해 평균화되고 이 평균이 제어될 수 있습니다.
다이오드 브리지 지정 및 연결 다이어그램
다이오드 브리지는 다양한 방식에 따라 구축할 수 있고 요소가 거의 없기 때문에 대부분의 경우 정류 장치는 개략도를 그리는 것만으로 식별됩니다. 이것이 허용되지 않는 경우(예: 블록 다이어그램의 경우) 브리지는 AC 전압을 DC로 변환하는 모든 변환기를 나타내는 기호 형태로 표시됩니다.
문자 "~"는 회로를 나타냅니다. AC 회로"~" 기호는 AC 회로, "="는 DC 회로, "+" 및 "-"는 출력 극성을 나타냅니다.
정류기가 4개 다이오드의 고전적인 브리지 회로에 따라 구축된 경우 약간 단순화된 표현이 허용됩니다.
정류기 장치의 입력은 극성을 관찰하지 않고 AC 소스(대부분의 경우 강압 변압기)의 출력 단자에 연결됩니다. 모든 출력 단자는 입력 단자에 연결됩니다. 브리지의 출력은 부하에 연결됩니다. 극성(안정제, 평활화 필터 포함)이 필요하거나 필요하지 않을 수 있습니다.
다이오드 브리지는 정전압 소스에 연결될 수 있습니다. 이 경우 의도하지 않은 역 극성에 대한 보호 회로가 있습니다. 브리지 입력을 전원 공급 장치 출력에 연결하면 출력 전압의 극성이 변경되지 않습니다.
기본 사양
다이오드 또는 브리지를 선택할 때 먼저 가장 높은 작동 순방향 전류. 여유를 두고 부하 전류를 초과해야 합니다. 이 값을 모르고 전력을 알고 있는 경우 Inagr=Pnagr/Uf 공식에 따라 전류로 다시 계산해야 합니다. 허용 전류를 늘리기 위해 반도체를 병렬로 연결할 수 있습니다. 가장 높은 부하 전류를 다이오드 수로 나눕니다. 이 경우 브리지의 한 분기에 있는 다이오드는 개방 상태에서 전압 강하의 가까운 값으로 선택하는 것이 좋습니다.
두 번째로 중요한 매개변수는 순방향 전압두 번째 중요한 매개 변수는 브리지 또는 해당 요소가 설계된 순방향 전압입니다. AC 소스 출력 전압(진폭 값!)보다 낮아서는 안 됩니다. 장치의 안정적인 작동을 위해서는 20-30%의 여유가 있어야 합니다. 허용 전압을 높이려면 브리지의 각 숄더에 다이오드를 직렬로 포함할 수 있습니다.
이 두 매개변수는 정류기 장치의 다이오드 사용에 대한 예비 결정에 충분하지만 몇 가지 다른 특성에 주의해야 합니다.
- 최대 작동 주파수 - 일반적으로 몇 킬로헤르츠이고 50 또는 100Hz의 산업용 주파수에서 작동하는 경우에는 중요하지 않지만 다이오드가 펄스 회로에서 작동하는 경우 이 매개변수가 결정적일 수 있습니다.
- 개방 상태 전압 강하 실리콘 다이오드의 약 0.6V는 출력 전압(예: 36V)에는 중요하지 않지만 5V 미만에서 작동할 때는 중요할 수 있습니다. 이 경우 낮은 값이 특징인 쇼트키 다이오드를 선택해야 합니다. 이 매개변수의.
다이오드 브리지의 유형 및 마킹
다이오드 브리지는 개별 다이오드에 조립할 수 있습니다. 극성을 관찰하려면 표시에 주의해야 합니다. 어떤 경우에는 도면 형태의 라벨이 반도체 장치의 본체에 직접 부착됩니다. 이것은 국내 제품의 전형적인 특징입니다.
외국(및 많은 현대 러시아어) 장치에는 점이나 고리가 표시되어 있습니다. 대부분의 경우 양극은 이런 식으로 표시되지만 보장은 없습니다. 참고서를 보거나 테스터를 사용하는 것이 좋습니다.
어셈블리에서 브리지를 만들 수 있습니다. 하나의 케이스에 4개의 다이오드가 결합되어 있으며 외부 도체(예: 인쇄 회로 기판)로 단자를 연결할 수 있습니다. 어셈블리는 다를 수 있으므로 올바른 연결을 위해 데이터시트를 확인해야 합니다.
예를 들어 4개의 다이오드가 있지만 6개의 핀만 있는 다이오드 어셈블리 BAV99S에는 내부에 연결된 2개의 하프 브리지가 있습니다(케이스에 핀 1 근처에 점이 있음).
전체 브리지를 얻으려면 해당 핀을 외부 도체와 연결해야 합니다(빨간색은 인쇄 회로 배선을 사용할 때 트랙 레이아웃을 나타냄).
이 경우 AC 전압은 핀 3과 6으로 연결됩니다. DC의 양극은 핀 5 또는 2에서 가져오고 음극은 핀 4 또는 1에서 가져옵니다.
그리고 가장 간단한 옵션은 내부에 기성품 다리가 있는 어셈블리입니다. 국내 제품 중 КЦ402, КЦ405가 될 수 있으며 외국 생산의 브리지 어셈블리가 있습니다. 단자 마킹은 케이스에 직접 적용하는 경우가 많은데, 특성에 따른 올바른 선택과 오류 없는 결선에만 문제가 있습니다. 외부 핀 지정이 없을 경우 참고서를 참조해야 합니다.
장점과 단점
다이오드 브리지의 장점은 잘 알려져 있습니다.
- 수십 년간의 검증된 회로;
- 조립 및 연결이 용이합니다.
- 쉬운 결함 진단 및 쉬운 수리.
단점으로 전력이 증가함에 따라 회로의 크기와 무게가 증가하고 고전력 다이오드에 방열판을 사용해야 할 필요성을 언급해야 합니다. 그러나 그것에 대해 아무 것도 할 수 없습니다. 물리학을 속일 수는 없습니다. 이러한 조건이 허용되지 않으면 스위칭 전원 공급 회로로의 전환을 결정할 필요가 있습니다. 그건 그렇고, 다이오드의 브리지 연결도 사용할 수 있습니다.
또한 일정하지 않은 출력 전압의 모양도 주목해야 합니다. 전압 안정성을 공급해야 하는 요구 사항이 있는 소비자와 협력하려면 스무딩 필터와 함께 브리지를 사용하고 필요한 경우 출력에서 안정기를 사용해야 합니다.
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