डायोड ब्रिज क्या है, इसके संचालन का सिद्धांत और कनेक्शन आरेख

बिजली आपूर्ति संगठन से उपभोक्ताओं को वैकल्पिक वोल्टेज दिया जाता है। यह बिजली परिवहन की ख़ासियत के कारण है। लेकिन अधिकांश घरेलू (और, आंशिक रूप से, औद्योगिक) विद्युत रिसीवरों को निरंतर वोल्टेज शक्ति की आवश्यकता होती है। इसे प्राप्त करने के लिए, कन्वर्टर्स की आवश्यकता होती है। कई मामलों में, वे "स्टेप-डाउन ट्रांसफॉर्मर - रेक्टिफायर - स्मूथिंग फिल्टर" योजना के अनुसार बनाए जाते हैं (इसके अपवाद के साथ) स्विचिंग बिजली की आपूर्ति) ब्रिज सर्किट में जुड़े डायोड का उपयोग रेक्टिफायर के रूप में किया जाता है।

 डायोड ब्रिज क्या है और यह कैसे काम करता है

 डायोड ब्रिज का उपयोग रेक्टिफिकेशन सर्किट के रूप में किया जाता है जो एसी वोल्टेज को डीसी में परिवर्तित करता है। इसके संचालन का सिद्धांत एक तरफा चालन पर आधारित है - अर्धचालक डायोड की संपत्ति केवल एक दिशा में प्रवाहित करने के लिए।एक एकल डायोड सरलतम रेक्टिफायर के रूप में भी काम कर सकता है।

इस तरह के समावेश के साथ, निम्न (नकारात्मक) साइनसॉइड का हिस्सा "कट ऑफ" है। इस विधि के नुकसान हैं:

• आउटपुट वोल्टेज का आकार स्थिर से बहुत दूर है, एक चौरसाई फिल्टर के रूप में एक बड़े और भारी संधारित्र की आवश्यकता होती है;
• एसी पावर का अधिकतम आधा उपयोग किया जाता है।

लोड के माध्यम से करंट आउटपुट वोल्टेज के आकार का अनुसरण करता है। इसलिए, डायोड ब्रिज के रूप में फुल-वेव रेक्टिफायर का उपयोग करना बेहतर है। यदि आप संकेतित योजना के अनुसार चार डायोड चालू करते हैं और लोड को जोड़ते हैं, तो जब इनपुट पर एक वैकल्पिक वोल्टेज लगाया जाता है, तो इकाई इस तरह काम करेगी:

एक सकारात्मक वोल्टेज (साइनसॉइड, लाल तीर का ऊपरी भाग) के साथ, करंट VD2 डायोड, लोड, VD3 से प्रवाहित होगा। डायोड VD4, लोड, VD1 के माध्यम से एक नकारात्मक (साइनसॉइड का निचला हिस्सा, हरा तीर) के साथ। नतीजतन, एक अवधि में, वर्तमान एक ही दिशा में दो बार लोड से गुजरता है।

आउटपुट वोल्टेज तरंग एक सीधी रेखा के बहुत करीब है, हालांकि तरंग का स्तर काफी अधिक है। स्रोत शक्ति का पूरा उपयोग किया जाता है।

यदि आवश्यक आयाम के तीन-चरण वोल्टेज का स्रोत है, तो आप निम्न योजना के अनुसार एक पुल बना सकते हैं:

इसमें, 120 डिग्री के चरण बदलाव के साथ, आउटपुट वोल्टेज के आकार को दोहराते हुए, तीन धाराओं को लोड में जोड़ा जाएगा:

आउटपुट वोल्टेज साइनसॉइड के शीर्ष के आसपास जाएगा। यह देखा जा सकता है कि वोल्टेज एकल-चरण सर्किट की तुलना में बहुत कम स्पंदित होता है, इसका आकार एक सीधी रेखा के करीब होता है। इस मामले में, चौरसाई फिल्टर की समाई न्यूनतम होगी।

और पुल का दूसरा संस्करण - नियंत्रित।इसमें, दो डायोड को थाइरिस्टर द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है - इलेक्ट्रॉनिक उपकरण जो नियंत्रण इलेक्ट्रोड पर एक संकेत लागू होने पर खुलते हैं। खुले रूप में, थाइरिस्टर लगभग सामान्य डायोड की तरह व्यवहार करते हैं। स्कीमा इस तरह दिखता है:

स्विच-ऑन सिग्नल नियंत्रण सर्किट से सहमत समय पर दिए जाते हैं, शटडाउन उस समय होता है जब वोल्टेज शून्य से गुजरता है। फिर वोल्टेज को संधारित्र में औसत किया जाता है, और इस औसत स्तर को नियंत्रित किया जा सकता है।

 

डायोड ब्रिज पदनाम और कनेक्शन आरेख

 चूंकि डायोड का एक पुल विभिन्न योजनाओं के अनुसार बनाया जा सकता है, और इसमें कुछ तत्व होते हैं, ज्यादातर मामलों में एक रेक्टिफायर असेंबली का पदनाम केवल इसके सर्किट आरेख को खींचकर बनाया जाता है। यदि यह अस्वीकार्य है - उदाहरण के लिए, ब्लॉक आरेख के निर्माण के मामले में - तो पुल को एक प्रतीक के रूप में दर्शाया गया है, जो किसी भी एसी-टू-डीसी कनवर्टर को इंगित करता है:

अक्षर "~" का अर्थ है जंजीर प्रत्यावर्ती धारा, प्रतीक "=" - डीसी सर्किट, और "+" और "-" - आउटपुट ध्रुवीयता।

यदि रेक्टिफायर 4 डायोड के क्लासिक ब्रिज सर्किट के अनुसार बनाया गया है, तो थोड़ी सरलीकृत छवि की अनुमति है:

रेक्टिफायर यूनिट का इनपुट एसी स्रोत के आउटपुट टर्मिनलों से जुड़ा होता है (ज्यादातर मामलों में यह एक स्टेप-डाउन ट्रांसफार्मर होता है) ध्रुवीयता को देखे बिना - कोई भी आउटपुट टर्मिनल किसी भी इनपुट से जुड़ा होता है। ब्रिज का आउटपुट लोड से जुड़ा होता है। इसमें ध्रुवता की आवश्यकता हो भी सकती है और नहीं भी (एक स्टेबलाइजर, स्मूथिंग फिल्टर सहित)।

 

डायोड ब्रिज को एक निरंतर वोल्टेज स्रोत से जोड़ा जा सकता है।इस मामले में, अनजाने में ध्रुवीयता उलटने के खिलाफ एक सुरक्षा सर्किट प्राप्त किया जाता है - बिजली की आपूर्ति के आउटपुट के लिए पुल इनपुट के किसी भी कनेक्शन के साथ, इसके आउटपुट पर वोल्टेज की ध्रुवीयता नहीं बदलेगी।

मुख्य तकनीकी विशेषताएं

डायोड या तैयार पुल चुनते समय, सबसे पहले, आपको देखने की जरूरत है अधिकतम ऑपरेटिंग आगे वर्तमान. यह एक मार्जिन के साथ लोड करंट से अधिक होना चाहिए। यदि यह मान अज्ञात है, लेकिन शक्ति ज्ञात है, तो इसे Iload \u003d Pload / Uout सूत्र के अनुसार वर्तमान में परिवर्तित किया जाना चाहिए। अनुमेय धारा को बढ़ाने के लिए, अर्धचालक उपकरणों को समानांतर में जोड़ा जा सकता है - सबसे बड़ा लोड करंट डायोड की संख्या से विभाजित होता है। इस मामले में, खुले राज्य में वोल्टेज ड्रॉप के करीब मूल्य के अनुसार पुल की एक शाखा में डायोड का चयन करना बेहतर होता है।

दूसरा महत्वपूर्ण पैरामीटर है वोल्टेज आगे बढ़ाएंजिसके लिए पुल या उसके तत्वों को डिजाइन किया गया है। यह एसी स्रोत (पीक वैल्यू!) के आउटपुट वोल्टेज से कम नहीं होना चाहिए। डिवाइस के विश्वसनीय संचालन के लिए, आपको 20-30% का मार्जिन लेने की आवश्यकता है। स्वीकार्य वोल्टेज बढ़ाने के लिए, डायोड को श्रृंखला में जोड़ा जा सकता है - पुल के प्रत्येक हाथ में।

रेक्टिफायर डिवाइस में डायोड के उपयोग पर प्रारंभिक निर्णय के लिए ये दो पैरामीटर पर्याप्त हैं, लेकिन कुछ अन्य विशेषताओं को भी ध्यान में रखा जाना चाहिए:

• अधिकतम ऑपरेटिंग आवृत्ति - आमतौर पर कुछ किलोहर्ट्ज़ और 50 या 100 हर्ट्ज की औद्योगिक आवृत्तियों पर संचालन के लिए कोई फर्क नहीं पड़ता, और यदि डायोड एक पल्स सर्किट में संचालित होता है, तो यह पैरामीटर निर्णायक हो सकता है;
• ऑन-स्टेट वोल्टेज ड्रॉप सिलिकॉन डायोड के लिए यह लगभग 0.6 V है, जो कि आउटपुट वोल्टेज के लिए महत्वहीन है, उदाहरण के लिए, 36 V, लेकिन 5 V से नीचे संचालन करते समय महत्वपूर्ण हो सकता है - इस मामले में, Schottky डायोड को चुना जाना चाहिए, जो कि निम्न की विशेषता है इस पैरामीटर का मान।

डायोड ब्रिज की किस्में और उनका अंकन

डायोड ब्रिज को असतत डायोड पर इकट्ठा किया जा सकता है। ध्रुवीयता का निरीक्षण करने के लिए, आपको चिह्नों पर ध्यान देना होगा। कुछ मामलों में, पैटर्न के रूप में एक निशान सीधे सेमीकंडक्टर डिवाइस के शरीर पर लगाया जाता है। यह घरेलू उत्पादों के लिए विशिष्ट है।

विदेशी (और कई आधुनिक रूसी) उपकरणों को एक बिंदु या अंगूठी के साथ चिह्नित किया जाता है। ज्यादातर मामलों में, यह एनोड का पदनाम है, लेकिन इसकी कोई गारंटी नहीं है। मैनुअल को देखना या परीक्षक का उपयोग करना बेहतर है।

आप असेंबली से एक पुल बना सकते हैं - एक पैकेज में चार डायोड संयुक्त होते हैं, और लीड का कनेक्शन बाहरी कंडक्टर (उदाहरण के लिए, एक मुद्रित सर्किट बोर्ड पर) के साथ किया जा सकता है। विधानसभा योजनाएं विविध हो सकती हैं, इसलिए सही कनेक्शन के लिए, आपको डेटाशीट को देखने की जरूरत है।

उदाहरण के लिए, BAV99S डायोड असेंबली, जिसमें 4 डायोड हैं, लेकिन केवल 6 पिन हैं, के अंदर दो आधे-पुल हैं, जो निम्नानुसार जुड़े हुए हैं (पिन 1 के पास केस पर एक बिंदु है):

एक पूर्ण पुल प्राप्त करने के लिए, आपको संबंधित आउटपुट को बाहरी कंडक्टरों से जोड़ना होगा (प्रिंटेड वायरिंग का उपयोग करने के मामले में लाल ट्रेस ट्रैक दिखाता है):

इस स्थिति में, पिन 3 और 6 पर एक प्रत्यावर्ती वोल्टेज लगाया जाता है। स्थिरांक का धनात्मक ध्रुव पिन 5 या 2 से हटा दिया जाता है, और ऋणात्मक ध्रुव पिन 4 या 1 से लिया जाता है।

और सबसे आसान विकल्प एक तैयार पुल के साथ अंदर इकट्ठा करना है।घरेलू उत्पादों में से, ये KTs402, KTs405 हो सकते हैं, विदेशी उत्पादन के असेंबली ब्रिज हैं। कई मामलों में, निष्कर्ष का अंकन सीधे मामले पर लागू होता है, और कार्य केवल विशेषताओं के अनुसार सही विकल्प और त्रुटि मुक्त कनेक्शन के लिए कम हो जाता है। यदि निष्कर्षों का कोई बाहरी पदनाम नहीं है, तो आपको निर्देशिका को देखना होगा।

फायदे और नुकसान

डायोड ब्रिज के फायदे सर्वविदित हैं:

• दशकों से चली आ रही योजनाएं;
• विधानसभा और कनेक्शन में आसानी;
• सरल दोष निदान और आसान मरम्मत।

नुकसान के रूप में, बढ़ती शक्ति के साथ सर्किट के आयाम और वजन में वृद्धि का उल्लेख करना आवश्यक है, साथ ही उच्च शक्ति वाले डायोड के लिए हीट सिंक का उपयोग करने की आवश्यकता है। लेकिन इसके बारे में कुछ नहीं किया जा सकता - भौतिकी को धोखा नहीं दिया जा सकता है। जब ये स्थितियां अस्वीकार्य हो जाती हैं, तो स्पंदित बिजली आपूर्ति सर्किट में संक्रमण पर निर्णय लेना आवश्यक है। वैसे इसमें ब्रिजिंग डायोड का इस्तेमाल किया जा सकता है।

यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि आउटपुट वोल्टेज का आकार स्थिर से बहुत दूर है। आपूर्ति वोल्टेज की स्थिरता पर मांग रखने वाले उपभोक्ताओं के साथ काम करने के लिए, चौरसाई फिल्टर के साथ एक पुल का उपयोग करना आवश्यक है, और यदि आवश्यक हो, आउटपुट स्टेबलाइजर्स।

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