Диодный мост: устройство, принцип работы и сферы применения

Диодный мост электрического генератора представляет собой электросхему, в состав которой входят выпрямительные диоды. Она служит для выпрямления переменного напряжения в постоянное. Решить эту задачу может и единичный диод, но схема, собранная из нескольких полупроводников, является более эффективным техническим решением.

Устройство диодного моста

Чаще всего в схему моста монтируют диоды Шоттки, но это не единственно возможный вариант. Для этой цели могут использоваться и другие диоды с требуемыми рабочими характеристиками. Схема для одной фазы включает 4 (6, 12) элементов, которые могут впаиваться в плату поодиночке или сборкой. Сборка, объединяющая нужный перечень полупроводников в едином корпусе или на пластине, является технически прогрессивным вариантом.

Диодная сборка обладает рядом преимуществ, по сравнению с использованием одиночных полупроводников:

• Подборка компонентов осуществляется в заводских условиях, что обеспечивает их идентичность. При использовании отдельных диодов можно столкнуться с ситуацией, что характеристики полупроводников между собой отличаются. Это может негативно сказаться на функционировании выпрямителя.
• Полупроводниковая сборка заливается смолой – компаундом, который обеспечивает надежную защиту от влаги и вибраций.
• Все компоненты работают в едином рабочем режиме, что сводит к минимуму выход из строя отдельного полупроводника.
• Монтировать сборку гораздо проще, чем отдельные элементы.

У такого решения есть и определенные недостатки. В сборке сложно контролировать рабочие характеристики отдельного полупроводника и нельзя его заменить в случае выхода из строя. Но при правильном выборе элементов и соблюдении технологических правил при производстве сборка служит в течение длительного периода.

Принцип работы диодного моста

Назначение диодного выпрямителя – пропускать электрический ток в одном направлении и не допускать его обратное течение.

Основные этапы работы:

• На вход схемы направляется переменный ток с частотой 100 Гц.
• Диодный мост пропускает синусоидальный ток в прямом направлении. При этом часть синусоиды, которую схема считает обратной, меняет свой знак на противоположный.
• В результате на выходе получают пульсирующий ток с количеством пульсаций, равным удвоенной частоте входящего переменного тока.

Выпрямительный блок генератора с диодным мостом выполняется в виде двух теплоотводящих пластин, изготовленных из сплава на базе алюминия. Пластины могут располагаться отдельно друг от другу или соединяться в общую конструкцию через втулки-изоляторы. В каждую пластину впаивается по 3 пары положительных и отрицательных диодов.

Виды диодных мостов

Полупроводниковые выпрямители могут предназначаться для одно- и трехфазных сетей. Схемы для электросетей напряжением 220 В состоят из 4 полупроводников, напряжением 380 В – из 6 полупроводниковых элементов. Принцип работы выпрямителей для одно- и трехфазных сетей идентичны.

По мощности диодные мосты разделяют на следующие серии:

• малой мощности – значение номинального тока не превышает 0,3 А;
• средней – 0,3 А – 10 А;
• большой – свыше 10 А.

Одной из важных характеристик диодного выпрямителя является максимально допустимое напряжение, превышение которого может стать причиной выхода схемы из строя.

Сферы использования диодных мостов

Полупроводниковые выпрямители присутствуют в конструкциях генераторов электрического тока, в электрических системах трамваев, троллейбусов и метро, электровозов, в различном промышленном оборудовании. Их устанавливают в блоки питания ПК и ноутбуков, автомобильные генераторы, для питания которых требуется низкое выпрямленное напряжение.