Beste svaret
En mye brukt anvendelse av denne funksjonen og dioder generelt er i konvertering av en vekselspenning (AC) til en kontinuerlig spenning (DC). Med andre ord, Retting.
Men små signaldioder kan også brukes som likerettere i laveffekt, lavstrøm (mindre enn 1 amp) likerettere eller applikasjoner, men der større forspenningsstrømmer eller høyere revers forspenningsblokkerende spenninger er involvert, PN-krysset til en liten signaldiode vil til slutt overopphetes og smelte så større og mer robuste kraftdioder brukes i stedet.
Krafthalvlederdioden, kjent som Power Diode, har en mye større PN-kryssareal sammenlignet med dets mindre signaldiode-fetter, noe som resulterer i en høy fremoverstrømkapasitet på opptil flere hundre ampere (KA) og en omvendt blokkeringsspenning på opptil flere tusen volt (KV).
Siden kraftdioden har et stort PN-kryss, er det ikke egnet for høyfrekvente applikasjoner over 1MHz, men spesielle og dyre høyfrekvente høystrømsdioder er tilgjengelige. For høyfrekvente likeretterapplikasjoner brukes Schottky-dioder generelt på grunn av deres korte omvendte gjenopprettingstid og lave spenningsfall i forspent tilstand.
Strømdioder gir ukontrollert strømretting og brukes i applikasjoner som batterilading og DC strømforsyninger samt vekselrettere og omformere. På grunn av deres høye strøm- og spenningsegenskaper kan de også brukes som friluftsdioder og snubber-nettverk.
Effektdioder er designet for å ha en fremover «PÅ» -motstand av brøkdeler av en Ohm mens den reverserer blokkeringen. motstand er i mega-Ohms-området. Noen av effektdiodene med større verdi er designet for å «monteres» på kjøleribber, og redusere deres termiske motstand til mellom 0,1 og 1oC / Watt.
Hvis en vekselspenning påføres over en effektdiode, under den positive halv syklus vil dioden lede passerende strøm, og under den negative halvsyklusen vil ikke dioden lede blokkering av strømmen. Ledning gjennom kraftdioden skjer bare under den positive halvsyklusen og er derfor ensrettet, dvs. likestrøm som vist.
Power Diode Rectifier
power diode rectifier
Power dioder kan brukes individuelt som ovenfor eller kobles sammen for å produsere en rekke likeretterkretser som «Half-Wave», «Full-Wave» eller som «Bridge Rectifiers». Hver type likeretterkrets kan klassifiseres som enten ukontrollert, halvkontrollert eller fullstyrt der en ukontrollert likeretter kun bruker effektdioder, en fullstyrt likeretter bruker tyristorer (SCR) og en halvstyrt likeretter er en blanding av både dioder og tyristorer.
Den mest brukte individuelle effektdioden for grunnleggende elektronikkapplikasjoner er den generelle 1N400x-seriens glasspassiverte diode med standardverdier for kontinuerlig fremadrettet strøm på 1,0 amp og omvendt blokkeringsspenning fra 50v for 1N4001 opp til 1000v for 1N4007, med den lille 1N4007GP som er den mest populære for generell nettspenningsletting.
Half Wave Rectification
En likeretter er en krets som konverterer vekselstrøm ( AC) inngangseffekt til en likestrøm (DC) utgangseffekt. Inngangsforsyningen kan være enten en enfaset eller en flerfasetilførsel, med den enkleste av alle likeretterkretsene som er for Half Wave Rectifier.
Effektdioden i en halvbølge-likeretterkrets passerer bare halvparten av hver sinusbølge av vekselstrømforsyningen for å konvertere den til en likestrømforsyning. Deretter kalles denne typen krets en «halvbølge» likeretter fordi den bare passerer halvparten av den innkommende vekselstrømforsyningen som vist nedenfor.
Halvbølge likeretterkrets
halvbølge likeretterkrets
Under hver «positive» halvsyklus av AC-sinusbølgen er dioden forspent, ettersom anoden er positiv i forhold til katoden, noe som resulterer i strøm som strømmer gjennom dioden.
Siden DC-belastningen er motstandsdyktig (motstand, R), er strømmen som strømmer i lastmotstanden derfor proporsjonal med spenningen (Ohms lov), og spenningen over belastningsmotstanden vil derfor være den samme som forsyningsspenningen , Vs (minus Vf), det vil si «DC» -spenningen over belastningen er bare sinusformet for første halvdel, så Vout = Vs.
Under hver «negative» halvsyklus av AC sinusformet inngangsform , er dioden reversert forspent da anoden er negativ i forhold til katoden. Derfor strømmer INGEN strøm gjennom dioden eller kretsen. Så i den negative halvsyklusen av forsyningen strømmer ingen strøm i lastmotstanden, da det ikke vises noen spenning over den, så Vout = 0.
Strømmen på DC-siden av kretsen flyter i en retning bare gjør kretsen ensrettet.Når belastningsmotstanden mottar en positiv halvdel av bølgeformen, null volt, en positiv halvdel av bølgeformen, null volt, etc, vil verdien av denne uregelmessige spenningen være lik verdi til en ekvivalent likestrømsspenning på 0,318 x Vmax av sinusformet bølgeform eller 0,45 x Vrms av sinusformet bølgeform.
Deretter beregnes ekvivalent DC-spenning, VDC over belastningsmotstanden som følger.
halvbølge-likeretterbølgeform
utbedret likestrømsligning
Der Vmax er maksimums- eller toppspenningsverdien for vekselstrømssinusforsyningen, og VS er RMS-verdien (Root Mean Squared) av forsyningen. p>
Effektdiode Eksempel No1
Beregn spenningen over VDC og strøm IDC, som strømmer gjennom en 100Ω motstand koblet til en 240 Vrms enfaset halvbølge-likeretter som vist ovenfor. Beregn også likestrøm forbruk av belastningen.
Strømdioder strømligning
Under korrigeringsprosessen er den resulterende utgangsspenningen og strømmen derfor både «PÅ» og «AV» under hver syklus. Siden spenningen over belastningsmotstanden bare er til stede i løpet av den positive halvdelen av syklusen (50\% av inngangsbølgeformen), resulterer dette i at en lav gjennomsnittlig likestrømsverdi tilføres belastningen.
Variasjonen av den korrigerte utgangsbølgeformen mellom denne «PÅ» og «AV» -tilstanden gir en bølgeform som har store mengder «rippel» som er en uønsket funksjon. Den resulterende DC-krusningen har en frekvens som er lik frekvensomformerens strømforsyningsfrekvens.
Svært ofte når vi korrigerer en vekselspenning, ønsker vi å produsere en «jevn» og kontinuerlig DC-spenning uten spenningsvariasjoner eller krusning. En måte å gjøre dette på er å koble en kondensator med stor verdi over utgangsspenningsterminalene parallelt med lastmotstanden som vist nedenfor. Denne typen kondensator er ofte kjent som en «reservoar» eller utjevnende kondensator.
Halvbølge-likeretter med utjevnende kondensator
effektdiode med utjevnende kondensator
Når utbedring brukes til å gi en strømforsyning med direkte spenning (DC) fra en vekslende (AC) kilde, mengden rippelspenning kan reduseres ytterligere ved å bruke kondensatorer med større verdi, men det er begrensninger både for pris og størrelse for typene av utjevningskondensatorer brukt.
For en gitt kondensatorverdi vil en større belastningsstrøm (mindre lastmotstand) tømme kondensatoren raskere (RC Time Constant) og øker dermed den oppnådde krusningen. Så for enfaset, halvbølget likeretterkrets som bruker en kraftdiode, er det ikke veldig praktisk å prøve å redusere ringespenningen ved kondensatorjevning alene. I dette tilfellet ville det være mer praktisk å bruke «Full-wave Rectification» i stedet.
I praksis brukes halvbølge-likeretter ofte i laveffektsapplikasjoner på grunn av deres største ulemper. Utgangsamplituden er mindre enn inngangsamplituden, det er ingen utgang i løpet av den negative halvsyklusen, så halvparten av effekten er bortkastet og utgangen er pulserende likestrøm, noe som resulterer i overdreven rippel.
For å overvinne disse ulempene, er et antall Power Diode er koblet sammen for å produsere en Full Wave Rectifier som diskutert i neste opplæring.
Svar
En power diode er en krystallinsk halvlederanordning som hovedsakelig brukes til å konvertere vekselstrøm (AC) til likestrøm (DC), en prosess kjent som utbedring. En strømdiodes funksjon, som finnes i strømforsyningskretsene til praktisk talt alt moderne elektrisk og elektronisk utstyr, er lik en mekanisk enveisventil. Den leder elektrisk strøm med minimal motstand i en retning, kjent som dens fremoverretning, samtidig som det forhindrer at strømmen strømmer i motsatt retning. Vanligvis i stand til å føre så mye som flere hundre ampere fremover, har kraftdioder mye større PN-kryss og dermed høyere fremadstrømbærende kapasitet enn deres mindre signaldiode slektninger som brukes i forbrukerelektronikk for å regulere og redusere Dette gjør strømdioder bedre egnet for applikasjoner der større strøm og høyere spenning er involvert.