Parametry usměrňovacích diod. Princip činnosti, vlastnosti a typy usměrňovacích diod
Charakteristika a parametry usměrňovačů a univerzálních diod
Usměrňovací diody se používají k usměrnění nízkofrekvenčního střídavého proudu. Usměrňovací vlastnosti těchto diod jsou založeny na principu jednosměrné vodivosti p-a-přechodů elektron-díra.
Univerzální diody se používají v různých elektronických zařízeních jako střídavé usměrňovače vysokých a nízkých frekvencí, násobiče a frekvenční měniče, detektory velkých a malých signálů atd. Rozsah pracovních proudů a napětí usměrňovačů a univerzálních diod je velmi široký, proto jsou vyráběny s bodovými i planárními pn přechody v polovodičové struktuře s plochami od desetin čtverečního milimetru do několika čtverečních centimetrů. Univerzální diody obvykle používají přechody s malými plochami a kapacitami, ale s relativně vysokými hodnotami propustných proudů a zpětných napětí. Tyto požadavky splňují bodové, mikroslitiny planární a mesaplanární diody. Charakteristiky a parametry univerzálních diod jsou stejné jako u usměrňovacích diod.
Voltampérové charakteristiky(volt-napěťová charakteristika) usměrňovacích diod vyjadřuje závislost proudu procházejícího diodou na hodnotě a polaritě stejnosměrného napětí na ni přivedeného Přímá větev charakteristiky znázorňuje závislost proudu diodou s stejnosměrným napětím. přes polaritu přiloženého napětí. Síla propustného proudu závisí exponenciálně na propustném napětí aplikovaném na diodu a může dosáhnout velkých hodnot při malém (asi 0,3 - 1 V) poklesu napětí na diodě.
Reverzní větev charakteristiky odpovídá nevodivému směru proudu diodou s obrácenou polaritou napětí přivedeného na diodu. Zpětný proud (sekce OD) mírně závisí na použitém zpětném napětí. Při relativně vysokém zpětném napětí (bod B na charakteristice) dochází k elektrickému průrazu p-n přechodu, při kterém rychle vzroste zpětný proud, což může vést k tepelnému průrazu a poškození diody. Se stoupající teplotou se zvýší tepelný proud a generační proud nosičů náboje v přechodu, což povede ke zvýšení propustných a zpětných proudů a posunu charakteristik diody.
Vlastnosti a zaměnitelnost diod se posuzují podle jejich parametrů. Mezi hlavní parametry patří proudy a napětí související s charakteristikou proud-napětí Diody se používají ve střídavých i stejnosměrných obvodech. Proto se pro hodnocení vlastností diod spolu s parametry při stejnosměrném proudu používají diferenční parametry, které charakterizují jejich činnost při střídavém proudu.
Usměrněný (stejnosměrný) proud Ipr je proud (průměrná hodnota za periodu) procházející diodou, který zajišťuje její spolehlivý a dlouhodobý provoz. Síla tohoto proudu je omezena ohřevem nebo maximálním výkonem Pmax. Překročení propustného proudu vede k tepelnému průrazu a poškození diody.
- Dopředný pokles napětí UPr.Av je průměrná hodnota za dobu na diodě, kdy jí prochází přípustný propustný proud.
- Povolené zpětné napětí U0br je průměrná hodnota za dobu, při které je zajištěn spolehlivý a dlouhodobý provoz diody. Překročení zpětného napětí vede k poruše a selhání diod. S rostoucí teplotou se hodnoty zpětného napětí a dopředného proudu snižují.
- Zpětný proud Irev - průměrná hodnota za dobu zpětného proudu při přijatelné Urev. Čím nižší je zpětný proud, tím lépe
Jste usměrňovací vlastnosti diody. Zvýšení teploty o každých 10 °C vede ke zvýšení zpětného proudu u germaniových a křemíkových diod 1,5 až 2krát i vícekrát.
Maximální konstantní nebo průměrný výkon Pmax rozptýlený diodou za dobu, při které může dioda pracovat po dlouhou dobu, aniž by se změnily její parametry. Tento výkon je součtem součinů proudů a napětí na dopředném a zpětném předpětí přechodu, tj. pro kladné a záporné půlcykly střídavého proudu. Pro výkonná zařízení pracující s dobrým odvodem tepla Pmax = (Tp.max - Tk)/Rpk. Pro zařízení s nízkou spotřebou, která pracují bez chladiče,
Pmax = (Tp.max - Ts) / Rp.s.
Maximální teplota přechodu Gp.max závisí na materiálu (mezipásu) polovodiče a stupni jeho dotování, tj. na měrném odporu oblasti p-n přechodu - báze. Rozsah Gp.max pro germanium leží v rozmezí 80 - 110 °C a pro křemík 150 - 220 °C.
Teplotní odolnost Rp.k mezi přechodem a pouzdrem je určeno teplotním rozdílem mezi přechodem Tpi pouzdra Tk a průměrným výkonem Ra uvolněným při přechodu a je 1 - 3 °C / W: Ra.K = (Ta - TK) / Pa. Tepelný odpor Rnc mezi spojem a okolím závisí na rozdílu teplot mezi přechodem Tp a prostředím Tc. Od prakticky RPK Omezující režim použití diody je charakterizován maximálním přípustným zpětným napětím URev max, maximálním proudem usměrňovače IPr max a maximální teplotou přechodu TPmax.S nárůstem frekvence střídavého napětí přiváděného do diody se zhoršují její usměrňovací vlastnosti. Pro stanovení vlastností usměrňovacích diod se proto obvykle uvádí pracovní frekvenční rozsah Df nebo maximální usměrňovací frekvence fmax.Při frekvencích větších než fmax nestihnou menšinové nosiče náboje nashromážděné během dopředného půlcyklu v bázi kompenzovat, proto během zpětného půlcyklu usměrněného napětí zůstává přechod nějakou dobu dopředně zaujatý (to znamená, že ztrácí své usměrňovací vlastnosti). Tato vlastnost je tím výraznější, čím větší je propustný proudový impuls nebo čím vyšší je frekvence přiváděného střídavého napětí.Navíc při vysokých frekvencích se začíná projevovat bočníkový efekt bariéry a difúzní kapacity p-n přechodu snižující jeho usměrňovací vlastnosti. Při výpočtu režimu usměrňovače se používá statický odpor proti stejnosměrnému proudu a diferenciální odpor diod proti střídavému proudu Diodové kapacity mají významný vliv na jejich výkon při vysokých frekvencích a v pulzních režimech. Pasový údaj diod obvykle udává celkovou kapacitu diody CD, která kromě bariérové a difúzní kapacity zahrnuje i kapacitu těla zařízení.Tato kapacita je měřena mezi vnějšími proudovými vývody diody při daném reverzu. předpětí a proudová frekvence Usměrňovací dioda je zařízení, které vede proud pouze jedním směrem. Jeho konstrukce je založena na jednom p-n přechodu a dvou výstupech. Taková dioda mění střídavý proud na stejnosměrný. Kromě toho jsou široce používány v elektrických obvodech pro násobení napětí, obvodech, kde nejsou přísné požadavky na parametry signálu v čase a frekvenci. Princip činnosti tohoto zařízení je založen na vlastnostech p-n přechodu. V blízkosti spojů dvou polovodičů se nachází vrstva, ve které nejsou žádné nosiče náboje. Toto je bariérová vrstva. Jeho odpor je velký. Když je vrstva vystavena určitému vnějšímu střídavému napětí, její tloušťka se zmenší a následně úplně zmizí. Proud, který se zvyšuje, se nazývá dopředný proud. Probíhá od anody ke katodě. Pokud má vnější střídavé napětí jinou polaritu, bude blokovací vrstva větší a odpor se zvýší. Podle návrhu existují dva typy zařízení: bodové a rovinné. V průmyslu jsou nejrozšířenější křemík (označení - Si) a germanium (označení - Ge). První jmenované mají vyšší provozní teplotu. Výhodou posledně jmenovaného je nízký úbytek napětí s propustným proudem. Principem označení diod je alfanumerický kód: Proudově napěťovou charakteristiku (voltampérovou charakteristiku) usměrňovací diody lze znázornit graficky. Graf ukazuje, že proudově-napěťová charakteristika zařízení je nelineární. V počátečním kvadrantu charakteristiky proud-napětí odráží její přímá větev nejvyšší vodivost zařízení, když je na něj aplikován přímý potenciálový rozdíl. Reverzní větev (třetí kvadrant) proudově-napěťové charakteristiky odráží situaci nízké vodivosti. K tomu dochází, když je rozdíl potenciálů obrácen. Aktuální charakteristika proud-napětí závisí na teplotě. S rostoucí teplotou se přímý potenciálový rozdíl zmenšuje. Z grafu proudově-napěťové charakteristiky vyplývá, že při nízké vodivosti zařízením neprochází proud. Při určité hodnotě zpětného napětí však dochází k lavinovému průrazu. Charakteristiky proudového napětí křemíkových zařízení se liší od germaniových zařízení. Charakteristiky proudového napětí jsou dány v závislosti na různých okolních teplotách. Zpětný proud křemíkových zařízení je mnohem menší než u germaniových zařízení. Z grafů proudově-napěťové charakteristiky vyplývá, že s rostoucí teplotou roste. Nejdůležitější vlastností je ostrá asymetrie proudově-napěťové charakteristiky. S předpětím - vysoká vodivost, se zpětným předpětím - nízkým. Právě této vlastnosti se využívá v usměrňovacích zařízeních. Při analýze charakteristik zařízení je třeba poznamenat: jsou brány v úvahu takové veličiny, jako je rektifikační koeficient, odpor a kapacita zařízení. To jsou diferenciální parametry. Odráží kvalitu usměrňovače. Chcete-li ušetřit na účtech za elektřinu, naši čtenáři doporučují Electricity Saving Box. Měsíční platby budou o 30–50 % nižší, než byly před použitím spořiče. Odstraňuje jalovou složku ze sítě, což vede ke snížení zátěže a v důsledku toho i spotřeby proudu. Elektrické spotřebiče spotřebují méně elektřiny a sníží se náklady. Lze jej vypočítat: bude se rovnat poměru dopředného proudu zařízení k zpětnému. Tento výpočet je pro ideální zařízení přijatelný. Hodnota rektifikačního koeficientu může dosáhnout několika set tisíc. Čím je větší, tím lépe rovnačka odvádí svou práci. Jaké parametry charakterizují zařízení? Hlavní parametry usměrňovacích diod: Na základě maximální hodnoty propustného proudu se usměrňovací diody dělí na: Existují výkonová zařízení, která závisí na tvaru, materiálu a typu instalace. Nejběžnější jsou: Obvody pro připojení silových zařízení jsou různé. Pro usměrnění síťového napětí se dělí na jednofázové a vícefázové, půlvlnné a celovlnné. Většina z nich je jednofázová. Níže je návrh takového půlvlnného usměrňovače a dva grafy napětí na časovém diagramu. Na vstup je přiváděno střídavé napětí U1 (obr. a). Na pravé straně grafu je znázorněna sinusovým průběhem. Stav diody je otevřený. Proud protéká zátěží Rн. Během záporné půlperiody je dioda uzavřena. Proto je do zátěže dodáván pouze kladný potenciálový rozdíl. Na Obr. odráží se jeho časová závislost. Tento potenciálový rozdíl působí během jednoho půlcyklu. Odtud pochází název schématu. Nejjednodušší celovlnný obvod se skládá ze dvou půlvlnných obvodů. Pro tento návrh usměrnění stačí dvě diody a jeden rezistor. Diody propouštějí pouze kladný střídavý proud. Nevýhodou konstrukce je, že během půlcyklu je střídavý potenciálový rozdíl odstraněn pouze z poloviny sekundárního vinutí transformátoru. Pokud v konstrukci použijete čtyři diody místo dvou, účinnost se zvýší. Usměrňovače jsou široce používány v různých průmyslových odvětvích. V automobilových generátorech se používá třífázové zařízení. A použití vynalezeného generátoru střídavého proudu přispělo ke zmenšení velikosti tohoto zařízení. Navíc se zvýšila jeho spolehlivost. Ve vysokonapěťových zařízeních jsou široce používány vysokonapěťové póly, které jsou složeny z diod. Jsou zapojeny do série. Pulzní zařízení je zařízení, jehož doba přechodu z jednoho stavu do druhého je krátká. Používají se pro práci v pulzních obvodech. Taková zařízení se liší od jejich analogů usměrňovačů v jejich malých kapacitních p-n přechodech. U zařízení této třídy by kromě výše uvedených parametrů měly být zahrnuty následující: Schottkyho diody jsou široce používány ve vysokorychlostních pulzních obvodech. Domácí průmysl vyrábí dostatečné množství zařízení. Nejžádanější jsou však dnes dovážené. Jsou považovány za kvalitnější. Importovaná zařízení jsou široce používána v televizních a rozhlasových obvodech. Používají se také k ochraně různých zařízení při nesprávném připojení (špatná polarita). Počet typů dovážených diod je různý. Jejich plnohodnotná alternativní náhrada za tuzemské zatím neexistuje. Usměrňovací diody jsou jedním z nejběžnějších typů polovodičových diod. Činnost usměrňovacích diod je založena na jevu jednosměrné vodivosti p-n přechodu ionty jsou určeny k přeměně střídavého proudu na stejnosměrný proud. Usměrňovací diody se vyznačují nízkým odporem ve vodivém stavu, což jim umožňuje propouštět velké proudy. Pro efektivní usměrnění musí usměrňovací diody poskytovat nejvyšší usměrněný proud a vysoké zpětné napětí. Aby se získal velký propustný proud, vyrábí se usměrňovací diody s velkou kontaktní plochou, tzn. rovinný. Typicky je přípustné zpětné napětí 75...80 % průrazného napětí. Velké přípustné zpětné napětí je zajištěno vysokým měrným odporem základní oblasti polovodičového materiálu. Usměrňovací diody pracují v naprosté většině případů na průmyslových frekvencích (50 a 400 Hz), horní hranice pracovních frekvencí zpravidla nepřesahuje 20 kHz. Usměrňovací diody se vyrábějí převážně z germania a křemíku. Na obrázku 1.1 je návrh nízkopříkonové slitinové diody a její symbolické grafické označení a na obrázku 1.2 je napětí Obr.1.1. Obvykle grafické označení a) a provedení nízkopříkonové diody b). ampérové charakteristiky germania a) a křemíku b) polovodičové usměrňovací diody pro dvě teploty. Z analýzy těchto vlastností je zřejmé, že: Přímá větev proudově-napěťové charakteristiky křemíkových diod je umístěna vpravo než u germaniových diod. Prahové napětí, při kterém je u křemíkové diody pozorován znatelný dopředný proud, je tedy vyšší než u germania, což poněkud zhoršuje usměrňovací vlastnosti křemíkových diod, zejména při usměrňování napětí s nízkou amplitudou; Při pokojové teplotě je zpětný proud křemíkových diod výrazně menší než u germaniových diod díky nižší koncentrace minoritních nosičů v křemíkovém polovodiči; Obr.1.2. Proudově-napěťové charakteristiky germania a) a křemíku b) polovodičové usměrňovací diody pro dvě teploty Charakteristiky proudového napětí diod výrazně závisí na teplotě. S rostoucí teplotou se zvyšuje generace párů proudových nosičů, což způsobuje zvýšení vlastní vodivosti polovodiče, zvyšují se propustné a zpětné proudy a zpětný proud roste mnohem rychleji než proud propustný a dioda ztrácí svůj hlavní účel - jednosměrná vodivost. Bylo zjištěno, že zpětný proud se zvyšuje pro germaniové diody 2krát a pro křemíkové diody 2,5krát se zvýšením teploty na každých 10 0 C; Vliv teploty na charakteristiky polovodičových diod z germania a křemíku je různý a pro ně existuje určitý rozsah přípustných teplot. Pro germaniové diody je tento rozsah -60...+70 0 C a pro křemíkové diody -60...+120 0 C; Průrazné napětí křemíkových diod je vyšší než u germaniových diod, zatímco u germaniových diod je průrazný mechanismus obvykle tepelný a u křemíkových diod je elektrický v důsledku lavinového průrazu. Pro výrobu usměrňovacích diod je preferován křemík, protože má vyšší přípustnou teplotu a nižší cenu ve srovnání s germaniem. Ve vysokovýkonných nízkonapěťových usměrňovačích jsou však preferovány germaniové diody, protože mají nižší prahové napětí než křemíkové diody. V některých případech se ve výkonných usměrňovačích používají Schottkyho diody, které využívají kov-polovodičový usměrňovací kontakt. Jsou vyrobeny z křemíku; Díky nižšímu prahovému napětí (0,3 V místo 0,7 V u konvenčních křemíkových diod) poskytují Schottkyho diody vyšší účinnost, zejména v nízkonapěťových usměrňovačích. Parametry charakterizující vlastnosti usměrňovacích diod se dělí na statický A dynamický. Mezi statické patří: Stejnosměrný proud já pr při daném propustném napětí V pr na diodě; Hodnota obráceného proudu jsem arr. při dané hodnotě zpětného napětí V arr.; Rozsah provozních teplot Výstupní výkon Maximální přípustný propustný proud diody I pr.mák, které se v závislosti na diodě mohou pohybovat v řádu desítek m A to až několik Na A; Maximální přípustné zpětné napětí tvar V..mák, což je až 400 V pro germaniové diody a až 1000 V pro křemíkové diody; Maximální ztrátový výkon, kde já– proud procházející diodou; PROTI– napětí přivedené na diodu; DC odpor v daném pracovním bodě
. Dynamické parametry zahrnují: Průměrný usměrněný proud I prsr- průměrná hodnota dopředného proudu za dané období; Průměrné dopředné napětí V prsr při dané hodnotě průměrného dopředného proudu; Maximální frekvence f mák, na kterých I prsr ve srovnání s nízkou frekvencí klesá jednonásobně; Maximální kapacita diody S mákem; Vnitřní nebo rozdílový odpor diody v pracovním bodě Usměrňovací koeficient při daném napětí Na základě průměrného usměrněného proudu jsou usměrňovací diody rozděleny do tří skupin: Nízká spotřeba (pro proud do 0,3A); Střední výkon (pro proud od 0,3 do 10A); Výkonný (pro proud nad 10A). Usměrňovací diody a jejich provozní režimy musí být voleny tak, aby výkon uvolněný při přechodu nepřesáhl ztrátový výkon. Z proudově-napěťové charakteristiky (obr. 1.2) je zřejmé, že i při relativně nízkých propustných napětích (méně než jeden volt) dosahuje propustný proud značné hodnoty a aby nedocházelo k tepelnému průrazu, je nutné omezit aktuální hodnotu tak, aby byla splněna podmínka. Tepelnému průrazu lze také zabránit odstraněním generovaného tepla, které je u nízkovýkonových diod prováděno přímo pouzdrem, u středně výkonových diod - speciálními zařízeními - radiátory, ve kterých je dioda namontována, a u vysokovýkonových diod. používá se nucené vzduchové nebo vodní chlazení. Kromě diskrétních usměrňovacích diod se používají v elektronických zařízeních usměrňovací bloky, Konstrukčně představují kompletní zařízení skládající se z několika usměrňovacích diod zapojených podle konkrétního obvodu. Patří sem můstkové obvody, násobiče napětí, sestavy diod atd. Používají se ve vysokonapěťových usměrňovačích rektifikační póly, ve kterém jsou usměrňovací diody, obvykle křemíkové, zapojeny do série a sestaveny do jediné struktury se dvěma vývody. Usměrňovač elektrického proudu je mechanické, elektrovakuové, polovodičové nebo jiné zařízení určené k přeměně střídavého vstupního elektrického proudu na stejnosměrný výstupní elektrický proud. Diodový můstek je elektronický obvod určený k přeměně („usměrnění“) střídavého proudu na pulzující stejnosměrný proud. Tento typ usměrnění se nazývá celovlnné usměrnění. Zdůrazněme dvě možnosti připojení můstkových obvodů: jednofázové a třífázové. Jednofázový můstkový obvod: Na vstup obvodu je přivedeno střídavé napětí (pro zjednodušení budeme uvažovat sinusové), v každé půlperiodě prochází proud dvěma diodami, další dvě diody jsou sepnuté (obr. 1 a, b). . Výsledkem této konverze je, že výstup můstkového obvodu produkuje pulzující napětí dvojnásobek frekvence vstupního napětí (obr. 2 a, b, c) Třífázový můstkový obvod: V třífázovém usměrňovacím můstkovém zapojení je výsledkem výstupní napětí s menším zvlněním než u jednofázového usměrňovače (obr. 3). Diodové usměrňovače jsou také široce používány pro usměrnění třífázových napětí. Velmi běžné usměrňovací obvody jsou založeny na polomůstkových diodových usměrňovačích (obr. 4. Pro vyhlazení pulzujícího napětí na výstupu usměrňovače se zpravidla používá filtr ve formě kondenzátoru nebo induktoru a pro stabilizaci výstupního napětí je instalována zenerova dioda (obr. 5. Design, výhody Provedení diodových můstků může být z jednotlivých diod, nebo ve formě monolitické struktury (diodové sestavy). Monolitická konstrukce je zpravidla výhodnější - je levnější a má menší objem. Diody v něm jsou vybírány ve výrobě a parametry jsou si navzájem co nejpodobnější, na rozdíl od jednotlivých diod, kde se parametry mohou od sebe lišit, navíc v provozním stavu diody v sestavě diod pracují v stejný tepelný režim, což snižuje pravděpodobnost selhání prvku. Další výhodou sestavy diod je její snadná montáž na desku. Hlavní nevýhodou monolitické konstrukce je, že není možné vyměnit jednu diodu, která selhala, za jinou; v tomto případě je nutné vyměnit celou sestavu, ale to se stává velmi zřídka, pokud jsou provozní režimy diodového můstku vybráno správně. Oblasti použití Rozsah použití usměrňovacích můstků je široký, například: Podívejme se na oblasti použití usměrňovacích diod Diotec. Jak víte, srdcem polovodičového prvku je krystal křemíku. Na rozdíl od mnoha jiných výrobců, kteří nakupují čipy od třetích stran, Diotec vlastní svůj vlastní kompletní řetězec výrobních procesů polovodičů – od vytvoření čipu po montáž (balení), testování a balení. Diotec pro produkty osvětlení Jedním z nejběžnějších prvků pro použití v osvětlovacích zařízeních je usměrňovač řady 1N4007, dimenzovaný na proud do 1 A a napětí do 1000 V. Tato dioda obsadila důstojné místo na trhu osvětlovacích zařízení, ale pokrok se nezastavil a mnoho společností spěchalo najít cenově výhodnou náhradu za 1N4007 ve formě ekvivalentního zařízení pro povrchovou montáž. Firma Diotec navrhla své řešení v podobě usměrňovacího můstku řady MS (obr. 8). Zařízení MS500, určené pro provozní napětí do 1000 V, je dnes nejoblíbenější pro použití v osvětlovacích zařízeních. Diodový můstek MS500 má vývody s roztečí 2,5 mm, což nejlépe odpovídá průmyslovým normám, plocha, kterou zabírá můstek na desce plošných spojů, je zmenšena ze 140 mm 2 na 30 mm 2, výška je 1,6 mm. Ušetří se tak až 80 % plochy na desce a až 90 % hmotnosti elektronických součástek, což ovlivňuje náklady na dopravu při přepravě prvků. Takové konstrukční vlastnosti mostu poskytují flexibilitu při výrobě zařízení a šetří peníze. Kromě toho jsou všechny čtyři krystaly diodového můstku instalovány současně (používá se technologie QuattroChip), což zlepšuje „zarovnání“ diodového můstku, zvyšuje tepelnou odolnost a také snižuje počet poruch způsobených nerovnoměrnými parametry diody (s diskrétní instalací) a vstupní proudové rázy. Většina předřadníků spotřebovává malý proud. Proto požadavky na parametry jmenovitého proudu usměrňovačů nejsou příliš vysoké. Hlavním problémem osvětlovacích zařízení je vysoká okolní teplota. Vysoké teploty způsobují problémy se snížením proudu a v mnoha případech se inženýři vyhýbají použití můstkových usměrňovačů pro povrchovou montáž (SMD) v předřadných obvodech vysoce výkonných svítidel. Dávají přednost použití čtyř diskrétních prvků pro povrchovou montáž (jako je řada S1M) nebo axiálních komponent. Řada diodových můstků B250S2A tento problém řeší. Tento můstkový usměrňovač je dimenzován do 2,3 A a je schopen přenášet 0,7 A při 125 °C. Navíc je schopen zajistit propustný úbytek napětí VF = 0,95 V při proudu 2 A, což je o 15-20 % lepší než můstkové usměrňovače jiných výrobců. Při výrobě diodových můstků řady BxxxS2A byla také použita technologie QuattroChip, která umožňuje zvýšit odolnost proudově-napěťové charakteristiky můstkového usměrňovače proti přepětí. Světelná technika často vyžaduje usměrňovače navržené pro provoz s napětím do 2000 V. Takové usměrňovače se používají v některých typech svítidel, kde je pro zapálení výboje potřeba vysoké napětí. Určité potíže představují pasivační technologie používané v průmyslu pro diodové přechody pro výrobu prvků v pouzdrech určených pro povrchovou montáž. Patentovaný systém Plasma EPOS společnosti Diotec umožňuje použití technologií pasivace substrátu pro napětí až do 2000 V. Diodové přechody vyrobené pomocí těchto procesů lze namontovat do pouzder MELF nebo do pouzder pro ploché povrchové montáže (SMD). Tento technologický postup vedl ke vzniku diodových usměrňovačů řady SM513...SM2000 v pouzdrech MELF určených pro provozní proud do 1A a napětí 1300-2000V. Zde stojí za zmínku jeden z nejnovějších usměrňovačů řady S1T...S1Y uvedených společností Diotec do sériové výroby, které jsou logickým pokračováním průmyslového standardu řady S1, určené pro napětí do 2000 V a proudy do 1 A, usměrňovače této řady jsou vyráběny v pouzdře SMA. Stejně jako verze S2x a S3x určené pro proudy do 2 a 3 A v pouzdrech SMB a SMC. V ruském průmyslu řada výrobců osvětlovací techniky v současnosti aktivně využívá diodové můstky konkurenčních výrobců pro povrchovou montáž řady DB10xS, určené pro provozní proudy do 1 A a napětí do 1000 V. Diotec vyrábí podobné diodové můstky řady BxxxS řady, jejichž výhodou je, že si zachovávají jmenovité parametry od teplot, díky použití pokročilé technologie výroby prvků a pečlivé kontrole kvality dosahuje dopředný rázový proud 40 A oproti 30 A u konkurence, navíc pouzdro diodové můstky řady BxxxS SO-DIL (SMD) má menší rozměry obdobných prvků od jiných výrobců. Uvažujme jedno ze zajímavých schémat použití diodového můstku v elektronickém předřadníku (EKG) obr. 14. Základem obvodu elektronického předřadníku je 630voltový mikroobvod UBA2021 určený k ovládání a monitorování zářivky. Vstupní obvod je proveden na diodovém můstku řady B380C1500A, určeném pro provozní proud do 2,3 A a napětí do 800 V. Pro ovládání zářivek můžete použít mikroobvody řady UBA2014, UBA2021, UBA2024. Další aplikací diodových můstků jsou například regulátory osvětlení domácností pro žárovky. Podívejme se na několik jednoduchých regulačních obvodů. Obvod regulátoru na obr. 15 umožňuje provádět dvě funkce: automaticky udržovat danou úroveň osvětlení bez ohledu na změny úrovně vnějšího osvětlení a plynule upravovat zadanou úroveň osvětlení. Při instalaci zařízení je třeba vzít v úvahu, že fotocitlivý prvek (fotorezistor) je umístěn tak, aby světlo z žárovky nedopadalo přímo na pracovní plochu fotorezistoru. V případě potřeby lze tento stmívač přeměnit na regulátor jiných parametrů, například na termostat. Obrázek 16 ukazuje další možnost konstrukce regulátoru. Tento regulátor lze také použít pro různé aplikace, stmívač, teplota, napětí, proud atd. Usměrňovací část je postavena na diskrétních diodách řady 1N4007, lze použít i diodový můstek řady B500S. Pro úsporu místa slouží triak BT136B-600E v balení D2PAK, postačí jiný triak z této řady. S malou úpravou těchto obvodů můžete vyvinout senzor pro automatické rozsvícení světla např. na základě zvukového efektu, se zapnutím zvuku nebo pomocí optického senzoru na IR paprsky a můžete také vytvořit obvod dálkového ovládání osvětlení. Tabulka 1. Charakteristika usměrňovače Diotec pro elektroměry Střídavé elektroměry pocházejí z konce 19. století, kdy první elektroměr vyvinul v roce 1888 Oliver B. Schellenberg. Existují tři typy elektroměrů: Elektroměry musí být rozděleny do několika funkčních celků: napájecí zdroj, obvod elektroměru, korekční obvody atd. Napájecí zdroj převádí vysoké střídavé vstupní napětí na nízké stejnosměrné napětí a napájí všechny obvody elektroměru. Obvod elektroměru měří proud spotřebovaný zátěží přes proudový transformátor, kterým proud protéká. Další bloky elektroměru plní řadu různých funkcí: zobrazování odečtů a ovládání přes drátové (Ethernet) nebo bezdrátové (Wi-Fi, WiMax, ZeegBee) sítě, ovládání LCD displeje, korekce přesnosti, teplotní kompenzace elektroměru atd. . Uvažujme možnost použití diodového můstku v elektroměru, vezměme si například obvod nejjednoduššího jednofázového elektroměru, obr. 17. Čítač se skládá z procesorového čipu, tří proudových transformátorů, silového obvodu, elektromechanického počítacího zařízení a přídavných obvodů. Jako elektrický registr je použito jednoduché elektromechanické měřící zařízení využívající dvoufázový krokový motor. Napájení elektroměru zajišťuje zdroj postavený na proudovém transformátoru a celovlnném usměrňovači, jako usměrňovací diody jsou použity nejoblíbenější usměrňovací diody řady 1N4007, které lze nahradit diodovými můstky řady MS250, B500S konstruované pro povrchovou montáž nebo podobné diody řady S1M v SMD provedení. Diotec pro napájecí zdroje a měniče AC/DC-DC/DC Klasický zdroj je transformátorový zdroj. V obecném případě se skládá z transformátoru snižujícího napětí s primárním a sekundárním vinutím a usměrňovače, který převádí střídavé napětí na stejnosměrné napětí. Ve většině případů se usměrňovač skládá z jedné diody, jako je řada 1N400x, nebo čtyř diod zapojených v můstkovém obvodu tak, aby tvořily diskrétní diodový můstek. Ale jak bylo diskutováno dříve, takové zahrnutí diod má řadu nevýhod ve srovnání s diodovým můstkem ve formě monolitické struktury. Pro vyhlazení pulzací se za usměrňovač zpravidla instaluje filtr, k tomu se obvykle používá velký kondenzátor. Filtry pro vysokofrekvenční rušení (tlumivka), přepětí (diody TVS např. BZW04-xxx, P4KExx, řada 1.5KExx), ochrana proti zkratu, stabilizátory napětí a proudu (zenerovy diody např. ZPDxx, ZPYxx, 1N53xx , série) lze také nainstalovat. BZVxx, BZXxx). Uvažujme jeden z jednoduchých obvodů transformátorového zdroje, jehož obvod je na obr. 18. Obr. Výstupní napětí je plynule regulováno odporem R7 od 0 do 30 V. Tento zdroj má navíc plynule nastavitelný proudový limit. Napětí z transformátoru je usměrněno diodovým můstkem řady GBU6B a přivedeno do stabilizačního obvodu a následně do obvodů regulace a ochrany napěťového proudu. V současné době je větší zájem o spínané zdroje, protože... mají řadu výhod, jako jsou: nízká hmotnost, vysoká účinnost, nízká cena, zvýšený špičkový výkon při srovnatelných rozměrech, široký rozsah napájecího napětí, ochranný systém. U spínaných zdrojů se střídavé napětí nejprve usměrní. Výsledné stejnosměrné napětí slouží k napájení pulsně šířkového modulátoru (PWM), regulátoru, budičů a převodníku, pomocí kterých se stejnosměrné napětí převádí na pravoúhlé pulsy o dané frekvenci a pracovním cyklu, přiváděné do transformátoru. Takové napájecí zdroje mohou používat transformátory malých rozměrů - to se vysvětluje tím, že s rostoucí frekvencí napájecího napětí klesají požadavky na rozměry jádra. Ve většině případů může být takové jádro vyrobeno z feromagnetických materiálů, na rozdíl od jader nízkofrekvenčních transformátorů, pro které se používá elektroocel. Jedno z výstupních vinutí transformátoru slouží pro zpětnou vazbu. V závislosti na napětí na něm (například při změně zatěžovacího proudu) se mění frekvence nebo pracovní cyklus impulsů na výstupu regulátoru PWM. S pomocí této zpětné vazby tedy napájecí zdroj udržuje stabilní výstupní napětí. Uvažujme jedno z nejjednodušších schémat zapojení spínaného zdroje, znázorněné na obr. 19. Napájecí zdroj je flyback SMPS. Zdroj má dva výstupy a poskytuje napětí 36 V a proud až 3 A s celkovým výkonem až 220 W. Usměrnění vstupního napětí zajišťuje diodový můstek KBU6M, diody TVS řady P6KE200A mezní napěťové rázy. Čip AD1 vykonává řídicí a klíčové funkce. Zdroj má galvanické oddělení vstupu a výstupu včetně zpětnovazebního obvodu. Pomocí rezistoru R7 je možné plynule upravovat výstupní napětí. Uvažujme ještě jeden zajímavý obvod spínaného zdroje, znázorněný na obr. 20. Zdroj poskytuje výstupní napětí až 5 V a proud až 1,2 A. Srdcem tohoto zdroje je čip TEA1522, který je kompletním řešením pro stavbu elektronické části SMPS (ovládací obvod a spínač v jednom balení). Vstupní část napájecího zdroje je vyrobena pomocí známých diskrétních diod řady 1N4007, které, jak již bylo řečeno výše, lze nahradit diodovým můstkem vyrobeným v jediném monolitickém pouzdru řady MS250, B500S. Uvažujme o další aplikaci diodových usměrňovačů v domácích spotřebičích, na příkladu řídící jednotky chladničky se podívejme na jednoduché zapojení na obr. 21. Obr. Ve schématu zapojení se řídicí jednotka skládá z tepelné řídicí jednotky, časovače zpoždění zapnutí a řídicí jednotky síťového napětí. K usměrnění vstupního napětí využívá tento obvod diodový můstek ruské výroby řady KTs407, který lze nahradit čtyřmi diskrétními diodami řady 1N4002-1N4007 nebo diodovým můstkem řady MS250, B500S. Diotec pro nabíječky Podívejme se na jednoduchý příklad použití diodových můstků v nabíječkách na příkladu některých jednoduchých obvodů. V zapojení na obr. 22 je diodový můstek proveden na jedné z běžných diod řady 1N4004, kterou lze nahradit diodovým můstkem v podobě monolitického bloku řady MS250. Schéma na obr. 23 ukazuje nejjednodušší možnost použití takové nabíječky na příkladu elektrické kapesní svítilny napájené z baterie. Princip činnosti svítilny je jednoduchý, po připojení střídavého proudu se baterie začne nabíjet. Střídavé síťové napětí je převáděno můstkovým obvodem pomocí diod řady 1N4004 a regulátor napětí na čipu řady 7805 poskytuje obvodu konstantní napětí. Tato verze svítilny je velmi pohodlná, obvod využívá minimum prvků a celou konstrukci lze vyrobit v samotném těle svítilny s kontakty pro připojení na střídavou síť. Diotec pro svářecí stroje Zvažme další z nejoblíbenějších zařízení, kde se používají diodové můstky - to jsou svařovací stroje. Obrázek 24 ukazuje schéma jednoduchého domácího svářecího stroje. Tento obvod svařovacího stroje se podobá obvodu jakékoli nabíječky baterií, s výjimkou přítomnosti snižovacího transformátoru, který umožňuje vybrat proud spotřebovaný zařízením. Usměrňovačem je zde diodový můstek řady KBPC5012 (50 A, 1200 V). Pro přeměnu nabíječky na levný svařovací stroj je nutné provést několik úprav: přidat elektromagnetické relé pro ovládání svařovacího proudu, nainstalovat ventilátor pro chlazení transformátoru a také nainstalovat systém automatického řízení výkonu. Obrázek 25 ukazuje další možnost konstrukce svařovacího stroje založeného na mikrokontroléru řady Pic Usměrňovač je vyroben pomocí čtyř diod řady 1N5403 (3 A, 300 V). K indikaci parametrů svářečky slouží sedmisegmentový LED indikátor se společnou anodou ovládaný mikrokontrolérem Pic. Diotec pro řídicí jednotky motoru Elektromotory jsou stejnosměrné a střídavé, jedno, dvou a třífázové, vícefázové, komutátorové a bezkomutátorové, synchronní a asynchronní, krokové, ventilové a další. Na bázi těchto motorů jsou budovány elektropohony s různými možnostmi ovládání, v současnosti jsou nejrozšířenější mikroprocesorové elektropohony. Elektrické pohony s digitálním mikroprocesorovým řízením jsou velmi široce používány nejen v průmyslových oborech, jako je stavba obráběcích strojů, automobilový průmysl, ale také v domácích spotřebičích, zdravotnických zařízeních a elektrickém nářadí. Podívejme se na některé jednoduché řídicí obvody elektromotoru. Zapojení na obr. 26 umožňuje ovládat elektromotor o výkonu až 5 kW, je zde použit stejnosměrný motor a jednoduché zapojení pomocí relé. Obvod zajišťuje plynulý rozběh a ruční nastavení požadované rychlosti otáčení elektromotorem. Řídicí obvod využívá diodový můstek řady B125S (1 A, 125 V) v pouzdru SO-DIL. Pulzní generátor vyrobený na tranzistoru BD238 je synchronizován s periodou zvlnění síťového napětí. Řídicí obvod dodává signál na řídicí svorky tyristorů, jsou zde použity tyristory řady BT145-R (25 A, 800 V) v pouzdře TO220AB. Místo usměrňovacích diod řady P1000G pro proud do 10 A a napětí 400 V lze použít diodové můstky řady KBPC2512F (800 V, 25 A). Řídicí obvody pro nízkovýkonové elektromotory Rychlost otáčení nízkovýkonového komutátorového elektromotoru můžete regulovat zapojením odporu do série. Tato možnost však poskytuje nízkou účinnost a neumožňuje plynulé nastavení otáčení. Hlavní věc je, že takové opatření vede k zastavení otáčení hřídele: elektromotor „visí“ při nízkém napájecím napětí v určité poloze rotoru. Obvod regulátoru otáček PWM pro kartáčovaný motor s nízkým výkonem znázorněný na obr. 27 takové nedostatky nemá. Tento obvod lze také použít k nastavení jasu žárovek. Tento obvod je vyroben na integrovaném časovači řady ICM7555 a umožňuje upravit rychlost otáčení v rozsahu od 2 do 98 % periody opakování pulzu. Vstupní část regulátoru je vyrobena na diodovém můstku řady MS250 (250 V, 0,5 A) v pouzdře SuperMicroDIL. Diodové usměrňovače pro jedno a třífázové aplikace Diotec nabízí polovodičové diody a moduly diodových usměrňovačů pro aplikace v nepřerušitelných napájecích zdrojích a obvodech řízení motorů, invertorech a průmyslových napájecích zdrojích. Společnost má velké portfolio diodových usměrňovačů pro konstrukci jedno- a třífázových obvodů. Vstupní usměrňovač může být integrován do měniče nebo použit jako samostatná jednotka. Při výběru konkrétního prvku obvodu je nutné vzít v úvahu tepelné vlastnosti a cenu obvodů. Invertor i diodový můstek odvádějí určitou energii. Měnič a diodový můstek umístěný ve stejném pouzdře mají při použití řadu omezení, protože rozptýlený výkon musí být odstraněn z poměrně malé oblasti, v tomto případě je nutné nainstalovat radiátor, což má za následek zvýšení nákladů na okruh. Vhodnější může být v tomto případě použití diskrétních usměrňovačů a invertorových modulů. Diotec nabízí kompromisní řešení v podobě samostatného usměrňovacího modulu. Toto řešení poskytuje nejlepší odvod tepla, což znamená lepší stabilitu a životnost prvku. Třífázové můstky řady DB s terminály Fast-On a řada DBI ve vlastních jednokoncových balíčcích společnosti Diotec se nejlépe hodí pro aplikace s nízkým až středním výkonem. Třífázové usměrňovače řady DB jsou určeny pro proud 15-35 A při napětí do 1600 V, usměrňovače řady DBI jsou určeny pro proud do 25 A při napětí do 1600 V. Portfolio diodových usměrňovačů Diotec zahrnuje velký seznam jednofázových usměrňovačů, např. řady B40, B80, B125/250/380, CS určené pro proudy do 7A při napětí do 1000 V, GBS, GBI, GBU, KBU, KBPC, PB pro proud 4-35 A a napětí do 1600 V. V tabulce 2 jsou uvedeny některé názvy diodových usměrňovačů těchto řad a jejich stručné charakteristiky. Tabulka 2. Charakteristika jednofázových a třífázových diodových usměrňovačů Pro jedno- a třífázové aplikace nabízí Diotec nové polomůstky řady S16 v balení D2PAK (TO263). Dva nebo tři z těchto polovičních můstků mohou snadno tvořit jednofázový nebo třífázový vstupní obvod usměrňovače. Tento poloviční můstek zlepšuje proces automatického pájení desek plošných spojů a nevyžaduje ruční proces montáže můstku/chladiče do napájecích zdrojů a řídicích jednotek motoru navržených pro provoz až několik stovek wattů. Řada S16 obsahuje dvě diody s jmenovitým proudem 8 A, pomocí kterých lze vytvořit jednofázový můstek s maximálním proudem 16 A nebo třífázový můstek s proudem až 24 A. Zpětné napětí polomůstku dosahuje 1000 V, maximální proud při přetížení je 135 A při frekvenci 50 Hz. Diotec na trhu elektronických součástek Jak je patrné z diskutovaných příkladů, rozsah použití diodových usměrňovačů je velmi široký. Diotec, jeden z lídrů na trhu polovodičů, se neomezuje pouze na výrobu diodových usměrňovačů, má silné portfolio polovodičových produktů univerzálních diod a tranzistorů, TVS diod (nebo jak se jim také říká supresorové diody, nebo upínací diody), rychlé a ultrarychlé diody, Schottkyho diody, Zenerovy diody atd. Ruský trh s elektronikou má svá specifika fungování a někdy se hlavním argumentem při výběru konkrétního výrobce stává cena součásti, spíše než elektrické vlastnosti a jejich spolehlivost. Mnoho asijských výrobců dodává své levné výrobky na ruský trh. Diotec je velkým pomocníkem na ruském trhu elektronických součástek pro asijské společnosti, s produkty nejvyšší kvality a rozumnými cenami. V kombinaci s vyspělými technologiemi a německým přístupem k organizaci výroby lze produkty Diotec použít v různých elektronických odvětvích, kde jsou kladeny zvýšené požadavky na spolehlivost. Zkušenosti s komponenty Diotec ukázaly, že je lze snadno použít v elektronice, kde se dříve používaly elektronické komponenty jiných známých výrobců, jako např. Jegorov Alexej, Hlavním účelem usměrňovacích diod je konverze napětí. To však není jediná oblast použití těchto polovodičových prvků. Instalují se do spínacích a řídicích obvodů, používají se v kaskádových generátorech atd. Začínající radioamatéři budou mít zájem dozvědět se, jak jsou tyto polovodičové prvky strukturovány, stejně jako jejich princip fungování. Začněme obecnou charakteristikou. Hlavním konstrukčním prvkem je polovodič. Jedná se o plátek z křemíkového nebo germaniového krystalu, který má dvě oblasti vodivosti p a n. Kvůli této konstrukční vlastnosti se nazývá planární. Při výrobě polovodiče se krystal zpracovává následovně: pro získání povrchu typu p se ošetří roztaveným fosforem a pro povrch typu p se ošetří bórem, indiem nebo hliníkem. Při tepelném zpracování dochází k difúzi těchto materiálů a krystalu. V důsledku toho se mezi dvěma povrchy s různou elektrickou vodivostí vytvoří oblast s p-n přechodem. Takto získaný polovodič je instalován v pouzdře. To chrání krystal před vnějšími vlivy a podporuje odvod tepla. Označení: Jak již bylo zmíněno, jako základ pro p-n přechod se používají krystaly křemíku nebo germania. První jmenované se používají mnohem častěji, je to způsobeno tím, že v germaniových prvcích jsou zpětné proudy mnohem vyšší, což výrazně omezuje přípustné zpětné napětí (nepřesahuje 400 V). Zatímco u křemíkových polovodičů může tato charakteristika dosahovat až 1500 V. Kromě toho mají germaniové prvky mnohem užší rozsah provozních teplot, pohybuje se od -60°C do 85°C. Při překročení horního teplotního prahu se zpětný proud prudce zvyšuje, což negativně ovlivňuje účinnost zařízení. U křemíkových polovodičů je horní práh asi 125 °C-150 °C. Výkon prvků je určen maximálním přípustným stejnosměrným proudem. V souladu s touto charakteristikou byla přijata následující klasifikace: Níže je uvedena tabulka popisující hlavní parametry usměrňovacích diod. Tyto charakteristiky lze získat z katalogového listu (technický popis prvku). Zpravidla se většina radioamatérů obrací na tyto informace v případech, kdy prvek uvedený v diagramu není k dispozici, což vyžaduje nalezení vhodného analogu. Všimněte si, že ve většině případů, pokud potřebujete najít analog konkrétní diody, bude prvních pět parametrů z tabulky zcela dostačujících. V tomto případě je vhodné vzít v úvahu rozsah provozních teplot prvku a frekvence. Princip činnosti usměrňovacích diod lze nejsnáze vysvětlit na příkladu. K tomu nasimulujeme obvod jednoduchého půlvlnného usměrňovače (viz 1 na obr. 6), ve kterém proud přichází ze zdroje střídavého proudu s napětím U IN (graf 2) a jde přes VD do zátěže R. Během kladného půlcyklu je dioda v otevřené poloze a prochází jí proud do zátěže. Když přijde obrat záporného půlcyklu, zařízení se zablokuje a zátěž není napájena. To znamená, že dochází k jakémusi odříznutí záporné půlvlny (ve skutečnosti to není úplně pravda, protože při tomto procesu vždy dochází ke zpětnému proudu, jeho hodnota je určena charakteristikou I arr.). V důsledku toho, jak je vidět z grafu (3), na výstupu dostáváme impulsy skládající se z kladných půlcyklů, tedy stejnosměrný proud. Toto je princip činnosti usměrňovacích polovodičových prvků. Všimněte si, že pulzní napětí na výstupu takového usměrňovače je vhodné pouze pro napájení nízkohlučných zátěží, příkladem by mohla být nabíječka kyselinové baterie svítilny. V praxi toto schéma využívají pouze čínští výrobci, aby co nejvíce snížili cenu svých výrobků. Ve skutečnosti je jeho jediným pólem jednoduchost designu. Nevýhody jednodiodového usměrňovače zahrnují: Všimněte si, že tyto nevýhody lze poněkud omezit, k tomu stačí vyrobit jednoduchý filtr na bázi vysokokapacitního elektrolytu (1 na obr. 7). Princip fungování takového filtru je poměrně jednoduchý. Elektrolyt se nabíjí během kladného půlcyklu a vybíjí se při záporném půlcyklu. Kapacita musí být dostatečná pro udržení napětí na zátěži. V tomto případě budou pulsy poněkud vyhlazeny, přibližně jak je znázorněno na grafu (2). Výše uvedené řešení situaci poněkud zlepší, ale ne o mnoho, pokud z takového půlvlnného usměrňovače napájíte například aktivní reproduktory počítače, bude v nich slyšet charakteristické pozadí. K vyřešení problému bude zapotřebí radikálnější řešení, konkrétně diodový můstek. Podívejme se na princip fungování tohoto obvodu. Významný rozdíl mezi takovým obvodem (od půlvlnného obvodu) je ten, že napětí je přiváděno do zátěže v každém půlcyklu. Schéma zapojení pro připojení prvků polovodičového usměrňovače je uvedeno níže. Jak je patrné z výše uvedeného obrázku, obvod využívá čtyři polovodičové usměrňovací prvky, které jsou zapojeny tak, že během každého půlcyklu pracují pouze dva z nich. Pojďme si podrobně popsat, jak proces probíhá: Jak je patrné z výsledku (graf 3), do procesu jsou zapojeny oba půlcykly a ať se vstupní napětí mění jakkoli, protéká zátěží jedním směrem. Tento princip činnosti usměrňovače se nazývá celovlnný. Jeho výhody jsou zřejmé, uvádíme je: Rušení z můstkového obvodu je zanedbatelné a je ještě menší při použití filtrační elektrolytické kapacity. Díky tomu lze toto řešení použít v napájecích zdrojích pro téměř jakoukoli radioamatérskou konstrukci, včetně těch, které využívají citlivou elektroniku. Všimněte si, že není vůbec nutné použít čtyři usměrňovací polovodičové prvky, stačí si vzít hotovou sestavu v plastovém pouzdře. Toto pouzdro má čtyři piny, dva pro vstup a stejný počet pro výstup. Nohy, ke kterým je připojeno střídavé napětí, jsou označeny znakem „~“ nebo písmeny „AC“. Na výstupu je kladná větev označena symbolem „+“, respektive záporná větev je označena „-“. Na schematickém diagramu je taková sestava obvykle označena ve formě diamantu s grafickým zobrazením diody umístěné uvnitř. Na otázku, zda je lepší použít sestavu nebo jednotlivé diody, nelze jednoznačně odpovědět. Funkčnost mezi nimi není žádný rozdíl. Sestava je ale kompaktnější. Na druhou stranu, pokud selže, pomůže pouze kompletní výměna. Pokud jsou v tomto případě použity jednotlivé prvky, stačí vyměnit vadnou usměrňovací diodu.Princip činnosti
Typy zařízení, jejich označení
Základní parametry zařízení
Usměrňovací obvody
Pulzní zařízení
Importovaná zařízení
;
, Kde T pruh A T jádro– teplota těla přechodu a diody, RT- tepelný odpor spojovacího pouzdra;
, kde je přírůstek napětí a přírůstek proudu kolem pracovního bodu;
.
Rýže. 2. a) počáteční napětí (vstupní napětí), b) půlvlnné usměrnění, c) celovlnné usměrnění
Rýže. 3. Napětí na výstupu třífázového usměrňovače
Rýže. 4. Obvod třífázového polomůstkového usměrňovače
Rýže. 5. Obvod diodového usměrňovače s filtrem
Rýže. 6. Diodový můstek na diskrétních prvcích
Rýže. 7. Sestavení diodyDiotec v elektronice
Společnost Diotec Semiconductor AG (Diotec) byla založena v roce 1973 v Heitersheimu (Německo). Dnes je společnost předním výrobcem standardních a výkonových polovodičových diod a usměrňovačů, všechny produkty jsou vyráběny na nejmodernějších zařízeních s vysokou kvalitou za použití bezolovnaté technologie. Díky použití vlastní unikátní technologie Plasma EPOS, která nemá ve světě obdoby a je navržena tak, aby zajistila nejen vysokou kvalitu výrobků, ale také zcela eliminovala použití agresivních kyselin ve výrobním procesu a minimalizovala škodlivý dopad v oblasti životního prostředí zaujala společnost jedno z předních míst na trhu elektroniky.
Rýže. 8. Usměrňovače řady 1N4007 ve srovnání s MS500 na desce plošných spojů
Rýže. 9. Vzhled miniaturní zářivky a předřadného obvodu
Rýže. 10. Charakteristika diodového můstku B250S2A ve vysokoteplotním režimu
Rýže. 11. Celkový pohled na elektronické předřadníky
Rýže. 12. Celkový pohled na miniaturní zářivku
Rýže. 13. Řada vysokonapěťových usměrňovačů v provedení SMD
Rýže. 14. Elektronický předřadník založený na UBA2021, se vstupním obvodem na B380C1500A
Rýže. 15. Stmívač žárovek
Rýže. 16. Regulátor teploty založený na regulátoru světlaP/N
Rám
Pulzní zpětné napětí, V RRM (V)
Průměrný stejnosměrný proud max, I FAV (A)
Stejnosměrný rázový proud, I FSM (A)
Stejnosměrné napětí
Svodový proud
V F (V)
POKUD)
I R (µA)
VR (V)
Usměrňovače
1N4001
DO-41
50
1
50
1.1
1
5
50
1N4002
DO-41
100
1
50
1.1
1
5
100
1N4003
DO-41
200
1
50
1.1
1
5
200
1N4004
DO-41
400
1
50
1.1
1
5
400
1N4005
DO-41
600
1
50
1.1
1
5
600
1N4006
DO-41
800
1
50
1.1
1
5
800
1N4007
DO-41
1000
1
50
1.1
1
5
1000
1N4007-13
DO-41
1300
1
50
1.1
1
5
1300
EM513
DO-41
1600
1
50
1.1
1
5
1600
EM516
DO-41
1800
1
50
1.1
1
5
1800
EM518
DO-41
2000
1
50
1.1
1
5
2000
S1A
SMA
50
1
30
1.1
1
5
50
S1B
SMA
100
1
30
1.1
1
5
100
S1D
SMA
200
1
30
1.1
1
5
200
S1G
SMA
400
1
30
1.1
1
5
400
S1J
SMA
600
1
30
1.1
1
5
600
S1K
SMA
800
1
30
1.1
1
5
800
S1M
SMA
1000
1
30
1.1
1
5
1000
S1T
SMA
1300
1
30
1.1
1
5
1300
S1W
SMA
1600
1
30
1.1
1
5
1600
S1X
SMA
1800
1
30
1.1
1
5
1800
S1Y
SMA
2000
1
30
1.1
1
5
2000
S2A
SMB
50
2
50
1.1
1.15
5
50
S2B
SMB
100
2
50
1.1
1.15
5
100
S2D
SMB
200
2
50
1.1
1.15
5
200
S2G
SMB
400
2
50
1.1
1.15
5
400
S2J
SMB
600
2
50
1.1
1.15
5
600
S2K
SMB
800
2
50
1.1
1.15
5
800
S2M
SMB
1000
2
50
1.1
1.15
5
1000
S2T
SMB
1300
2
50
1.1
1.15
5
1300
S2W
SMB
1600
2
50
1.1
1.15
5
1600
S2X
SMB
1800
2
50
1.1
1.15
5
1800
S2Y
SMB
2000
2
50
1.1
1.15
5
2000
S3A
SMC
50
3
110
1.15
3
5
50
S3B
SMC
100
3
110
1.15
3
5
100
S3D
SMC
200
3
110
1.15
3
5
200
S3G
SMC
400
3
110
1.15
3
5
400
S3J
SMC
600
3
110
1.15
3
5
600
S3K
SMC
800
3
110
1.15
3
5
800
S3M
SMC
1000
3
110
1.15
3
5
1000
S3T
SMC
1300
3
110
1.15
3
5
1300
S3W
SMC
1600
3
110
1.15
3
5
1600
S3X
SMC
1800
3
110
1.15
3
5
1800
S3Y
SMC
200
3
110
1.15
3
5
2000
Usměrňovací můstky
MS40
Micro-DIL
80
0.5
20
1.2
0.5
10
80
MS80
Micro-DIL
160
0.5
20
1.2
0.5
10
160
MS125
Micro-DIL
250
0.5
20
1.2
0.5
10
250
MS250
Micro-DIL
600
0.5
20
1.2
0.5
10
600
MS380
Micro-DIL
800
0.5
20
1.2
0.5
10
800
MS50
Micro-DIL
1000
0.5
20
1.2
0.5
10
1000
B40S2A
SO-DIL
80
2.3
65
0.95
2
10
80
B80S2A
SO-DIL
160
2.3
65
0.95
2
10
160
B125S2A
SO-DIL
250
2.3
65
0.95
2
10
250
B250S2A
SO-DIL
600
2.3
65
0.95
2
10
600
B380S2A
SO-DIL
800
2.3
65
0.95
2
10
800
B40S
SO-DIL
80
1
40
1.1
1
10
80
B80S
SO-DIL
160
1
40
1.1
1
10
160
B125S
SO-DIL
250
1
40
1.1
1
10
250
B250S
SO-DIL
600
1
40
1.1
1
10
600
B380S
SO-DIL
800
1
40
1.1
1
10
800
B500S
SO-DIL
1000
1
40
1.1
1
10
100
Rýže. 17. Jednofázový elektroměrový obvod
Rýže. 18. Napájecí zdroj transformátoru
Rýže. 19. Spínaný napájecí obvod
Rýže. 20. Spínaný napájecí obvod na bázi TEA1522
Rýže. 21. Schéma řídící jednotky chladničky
Rýže. 22. Obvod nabíječky
Rýže. 23. Schéma svítilny
Rýže. 24. Schéma domácí svářečky
Rýže. 25. Schéma domácí svářečky založené na PIC16F628
Rýže. 26. Obvod řízení motoru
Rýže. 27. PWM regulátor otáček nízkovýkonového kartáčovaného elektromotoruP/N
Balení, mm
Pulzní zpětné napětí, V RRM V
Průměrný max. dopředný proud, I FAV A
Stejnosměrný rázový proud 50/60 Hz, I FSM A
Stejnosměrné napětí
Svodový proud
V F B
POKUD
I R uA
V R B
Usměrňovače 3-fázové
DB15/25-005
28,5x28,5x10
50
15/25
275/385
1.05
7.5
10
50
DB15/25-01
28,5x28,5x10
100
15/25
275/385
1.05
7.5
10
100
DB15/25-02
28,5x28,5x10
200
15/25
275/385
1.05
7.5
10
200
DB15/25-04
28,5x28,5x10
400
15/25
275/385
1.05
7.5
10
400
DB15/25-06
28,5x28,5x10
600
15/25
275/385
1.05
7.5
10
600
DB15/25-08
28,5x28,5x10
800
15/25
275/385
1.05
7.5
10
800
DB15/25-10
28,5x28,5x10
1000
15/25
375/385
1.05
7.5
10
1000
DB15/25-12
28,5x28,5x10
1200
15/25
275/385
1.05
7.5
10
1200
DB15/25-14
28,5x28,5x10
1400
15/25
275/385
1.05
7.5
10
1400
DB15/25-16
28,5x28,5x10
1600
15/25
275/385
1.05
7.5
10
1600
DB35-005
28,5x28,5x10
50
35
500
1.02
17.5
10
50
DB35-01
28,5x28,5x10
100
35
500
1.05
17.5
10
100
DB35-02
28,5x28,5x10
200
35
500
1.05
17.5
10
200
DB35-04
28,5x28,5x10
400
35
500
1.05
17.5
10
400
DB35-06
28,5x28,5x10
600
35
500
1.05
17.5
10
600
DB35-08
28,5x28,5x10
800
35
500
1.05
17.5
10
800
DB35-10
28,5x28,5x10
1000
35
500
1.05
17.5
10
1000
DB35-12
28,5x28,5x10
1200
35
500
1.05
17.5
10
1200
DB35-14
28,5x28,5x10
1400
35
500
1.05
17.5
10
1400
DB35-16
28,5x28,5x10
1600
35
500
1.05
17.5
10
1600
DBI15/25-005
40x20x10
200
15/25
275/385
1.05
7.5/12.5
10
50
DBI15/25-01
40x20x10
400
15/25
275/385
1.05
7.5/12.5
10
100
DBI15/25-02
40x20x10
600
15/25
275/385
1.05
7.5/12.5
10
200
DBI15/25-04
40x20x10
800
15/25
275/385
1.05
7.5/12.5
10
400
DBI15/25-06
40x20x10
1000
15/25
275/385
1.05
7.5/12.5
10
600
DBI15/25-08
40x20x10
1200
15/25
275/385
1.05
7.5/12.5
10
800
DBI15/25-10
40x20x10
1400
15/25
275/385
1.05
7.5/12.5
10
1000
DBI15/25-12
40x20x10
1600
15/25
275/385
1.05
7.5/12.5
10
1200
DBI15/25-14
40x20x10
50
15/25
275/385
1.05
7.5/12.5
10
1400
DBI15/25-16
40x20x10
100
15/25
275/385
1.05
7.5/12.5
10
1600
DBI25-005A
35x25x4
50
25
390
1.05
12.5
10
50
DBI25-04A
35x25x4
400
25
390
1.05
12.5
10
400
DBI25-08A
35x25x4
800
25
390
1.05
12.5
10
800
DBI25-12A
35x25x4
1200
25
390
1.05
12.5
10
1200
DBI25-16A
35x25x4
1600
25
390
1.05
12.5
10
1600
DBI6-005
40x20x10
200
6
135
1.05
3
10
50
DBI6-01
40x20x10
400
6
135
1.05
3
10
100
DBI6-02
40x20x10
600
6
135
1.05
3
10
200
DBI6-04
40x20x10
800
6
135
1.05
3
10
400
DBI6-06
40x20x10
1000
6
135
1.05
3
10
600
DBI6-08
40x20x10
1200
6
135
1.05
3
10
800
DBI6-10
40x20x10
1400
6
135
1.05
3
10
1000
DBI6-12
40x20x10
1600
6
135
1.05
3
10
1200
DBI6-14
40x20x10
900
6
135
1.05
3
10
1400
DBI6-16
40x20x10
1000
6
135
1.05
3
10
1600
Usměrňovací můstky
B125C1500A/B
19x3,5x10
250
1.8
50
10
250
B125D
DIL
250
1
40
1.1
1
10
250
B250C1500A/B
19x3,5x10
600
1.8
50
10
600
B250S
DIL
600
1
40
1.1
1
10
600
B380C1500A/B
19x3,5x10
800
1.8
50
10
800
B380D
DIL
800
1
40
1.1
1
10
800
B40C1500A/B
19x3,5x10
80
1.8
50
10
80
B40D
DIL
80
1
40
1.1
1
10
80
B500C1500A/B
19x3,5x10
1000
1.8
50
10
1000
B500S
DIL
1000
1
40
1.1
1
10
1000
B80C1500A/B
19x3,5x10
160
1.8
50
10
160
B80D
DIL
160
1
40
1.1
1
10
160
CS10D
DIL
20
1
40
0.5
1
500
20
GBI 10 mil
32x5,6x17
1000
3
220
10
1000
GBU10M
20,8 x 3,3 x 18
1000
8.4
300
1
12
10
1000
KBPC10/15/2500FP
KBPC601
15,2 x 15,2 x 6,3
100
3.8
125
1.2
3
10
100
KBU12M
23,5 x 5,7 x 19,3
1000
8.4
300
1
12
10
1000
KBU8M
23,5 x 5,7 x 19,3
1000
5.6
300
1
8
10
1000
MS500
SuperMicroDIL
1000
0.5
20
1.2
0.5
10
1000
MYS250
MicroDIL
600
0.5
20
1.2
0.5
10
600
PB1001
19x19x6,8
70
10
150
1.2
5
10
35
S80
MiniDIL (TO-269AA)
160
0.8
44
1.2
0.8
10
160
Rýže. 28. Poloviční most S16
SpolečnostZařízení a konstrukční vlastnosti
Výkonová klasifikace
Seznam hlavních charakteristik
Princip činnosti
Rýže. 6. Princip činnosti jednodiodového usměrňovače 
Rýže. 7. I jednoduchý filtr může výrazně snížit zvlnění Konstrukce a princip činnosti diodového můstku
