Порядок ремонта диодного моста
Генератор снят, подкова диодного моста отсоединена.
·Тестером проверили целостность диодов, нашли неисправный. Диоды менять необходимо парами, для того чтобы разнополярные диоды были одной мощности и желательно одного типа.
·Мост отделяется от пластиковой защиты, делается это осторожно, чтобы не было повреждений, для этого нужно выбить соединительные шпильки. ·Можно отпаять вывод, а можно бокорезами откусить диод от соединения, сделать лучше всего наискосок, чтобы потом было удобно паять
·Можно отпаять вывод, а можно бокорезами откусить диод от соединения, сделать лучше всего наискосок, чтобы потом было удобно паять.
·Откручиваются соединительные винты, высверливается заклепка.
·Делается замер сопротивления диодов, которые стоят и помечаются новые диоды, что надо поставить.
·Горелые и парные с ними диоды несильными ударами молотка выбиваются из пластины (алюминиевого радиатора) моста, для этого используется выколотка – трубка или пруток диаметром 8мм.
·Готовится посадочное гнездо под установку новых диодов, проверяется размер
Надо обращать внимание, чтобы шляпка нового диода пряталась впотай или была вровень с пластиной моста, в противном случае после сборки из-за неплотно пригнанной крышки генератора, его щетки будут задевать за защиту
·диоды жестко вставляем (запрессовываем) в свои гнезда, нужно чтобы входили туго и держались прочно; можно попробовать забить, но в этом случае надо воспользоваться деревянным бруском.
·верхняя и нижняя части моста соединяются и скручивается.
·Диоды соединяют по мостовой схеме: все диоды одним из выводов подсоединяются к алюминиевому радиатору, вторые выводы присоединяются к общей точке соединения. Далее от каждой точки вывод идет на три вывода статорной обмотки генератора.
·Диоды пропаиваются и проверяются мультиметром, есть опасность, что при самостоятельной пайке диод можно спалить. Для пайки можно использовать ФЛЮС ЗИЛ-2, паяльник на 50-65 Вт с толстым жалом.
·Места паек покрывают кремнийорганической краской с термостойкими свойствами, это нужно для защиты олова от коррозии.
·Заклепку, что высверлили можно заменить болтом и гайкой. Гайку нужно накернить, чтобы она не раскрутилась.
·Ставим на место защиту и шпильки.
·Диодный мост ставится на место в генератор и соединяется с обмоткой.
Вышел из строя генератор. Диоды выпрямительного моста сгорели. Будет намного дешевле отремонтировать диодный мост, чем покупать новый. Восстановление диодного моста стоит около 800 руб. Смотрите прайс компании StartMotors. Опытные специалисты в течение часа снимут генератор машины, проведут диагностику и найдут неисправность. Еще полчаса мастер потратит на то, чтобы найти и поменять диоды выпрямительного моста. Процесс отлажен, а главное, под рукой у мастера всегда найдется диод нужной мощности.
6 » Максимальный импульсный ток
Этот пункт логичнее было указать вторым, но я его опустил по причине упорядочивания по важности характеристик диода. Итак, первым пунктом у нас было максимальный долговременный ток, то есть ток, величина которого постоянна во времени
Импульсный ток уже характеризует амплитудное значение силы тока. Во времени это ток может меняться, и в некоторые моменты времени быть равен нулю. Поэтому общая мощность, которая будет оседать на диоде при прохождении через него импульсного тока будет меньше, чем та, которая была бы при долговременном токе. К примеру, для диода 1N4007 при длительности импульса 3.8 мс величина тока равна 30 ампер. И тут мы видим ощутимую разницу. Если при длительном токе диод может выдерживать до 1 ампера, то при импульсном это значение увеличилось аж в 30 раз.
Видео по этой теме:
P.S. Это и были основные характеристики диодов, которые будут работать в диодном мосте, на которые нужно обращать внимание при выборе. Хотя если свести к еще большей простоте, то для обычных трансформаторных блоков питания важны две характеристики, это максимальный длительный ток и обратное напряжение (первый и второй пункт в моей статье)
Все остальные параметры обычно у современных диодов достаточно велики и их более чем достаточно для всех диодных мостов, которые могут быть использованы для простых блоков питания.
Принцип работы диода
Диод — это полупроводниковый прибор, имеющий малое сопротивление для тока в одном направлении, и препятствующий его прохождению в обратном. Физически диод состоит из одного p-n перехода. Конструктивно представляет собой элемент, содержащий два вывода. Вывод, подключённый к p-области, называется анодом, а соединённый с n-областью — катодом.
При работе диода существует три его состояния:
- сигнал на выводах отсутствует;
- он находится под действием прямого потенциала;
- он находится под действием обратного потенциала.
Прямым потенциалом называется такой сигнал, когда плюсовой полюс источника питания подключён к области p-типа полупроводника, другими словами, полярность внешнего напряжения совпадает с полярностью основных носителей. При обратном потенциале отрицательный полюс подключён к p-области, а положительный к n.
В области соединения материала n- и p-типа существует потенциальный барьер. Он образуется контактной разностью потенциалов и находится в уравновешенном состоянии. Высота барьера не превышает десятые доли вольта и препятствует продвижению носителей заряда вглубь материала.
Если к прибору подключено прямое напряжение, то величина потенциального барьера уменьшается и он практически не оказывает сопротивление протеканию тока. Его величина возрастает и зависит только сопротивления p- и n- области. При прикладывании обратного потенциала, величина барьера увеличивается, так как из n-области уходят электроны, а из p-области дырки. Слои обедняются и сопротивление барьера прохождению тока возрастает.
Основным показателем элемента является вольт-амперная характеристика. Она показывает зависимость между приложенным к нему потенциалом и током, протекающим через него. Представляется эта характеристика в виде графика, на котором указывается прямой и обратный ток.
Что такое диоды
Схема диодной сборки Из приведенного выше рисунка видно, что в мостовую схему входят четыре полупроводниковых элемента диода , порядок соединения которых соответствует встречно-параллельному принципу. Любое преобразование напряжения требует применения диодных мостов.
Избыток заряда одного знака заставляет носителей отталкиваться друг от друга, в то время как область с противоположным зарядом стремится притянуть их к себе. В электронике данная схема применяется в настоящее время повсеместно.
Более мощные выпрямительные диодные мосты требуют охлаждения, так как при работе они сильно нагреваются. Во время положительного полупериода положительное напряжение приложено к аноду VD1, а отрицательное — к катоду VD3. В обычной осветительной цепи течет переменный ток, который 50 раз в течение одной секунды меняет свою величину и направление.
Схема диодного моста Это так называемый однофазный выпрямительный мост, один из нескольких типов выпрямителей , которые активно применяются в электронике. Его превращение в постоянный — достаточно часто встречающаяся необходимость. В области соединения материала n- и p-типа существует потенциальный барьер.
Статья по теме: Объем испытаний
Физические свойства p-n перехода
Также в нем будет рассмотрен вопрос, касающийся того, как сделать диодный мост своими руками. Образованный избыток электронов формирует отрицательный заряд, а дырок — положительный. Но самое интересное, что два типа проводимости могут существовать в одном куске полупроводника. Пару слов о том, как работает диодный мост.
Схема и принцип работы диодного моста На данной схеме 4 диода соединенных по мостовой схеме подключены к источнику переменного напряжения В. Диод Раньше, в эпоху стеклянных электронных вакуумных ламп, это была самая простая из ламп.
Если взглянуть на принципиальные схемы блоков питания, как трансформаторных, так и импульсных, то после выпрямителя всегда стоит электролитический конденсатор, который сглаживает пульсации тока
Важно отметить, что ток Iн протекающий через нагрузку Rн, не изменяется по направлению, то есть является постоянным
Выпрямлению подвергается напряжение, снимаемое со вторичной понижающей обмотки трансформатора Т. При загорании включенного через ограничивающий резистор светодиода можно быть уверенным в том, что на выходе появился постоянный потенциал. В данной схеме, ток протекает от фазы с наибольшим потенциалом, через нагрузку к фазе с наименьшем потенциалом. Потому что анод холодный, а к катоду теперь приложен положительный потенциал, который возвращает выброшенные накалом катода электроны обратно. Однако отдельные образцы современных электронных устройств ваш мобильный, например нуждаются в постоянном или выпрямленном напряжении.
Способы соединения диодных мостов, выпрямителей для увеличения их максимального тока и напряжения
Проверка диода – как делать правильно
Исходя из того, что диод – это полупроводниковый прибор, который пропускает ток только в одном направлении начнем проверку.
· Диодный мост необходимо снять. Диоды проверять нужно по отдельности, отсоединенными от общей схемы. Проверку надо выполнять в положении «проверка диодов».
· Одним из щупов прикасаемся к донышку диода, другим к его выводу. Величина сопротивления зависит от мощности полупроводника. Сопротивление должно быть в пределах 400 – 800 Ом, то есть в этом направлении диод ток пропускает.
· Меняем щупы местами. Единица на экране мультиметра – свидетельство того, что проводимость в этом направлении отсутствует. Значит, диод заперт и цел.
· В противном случае, если тестер при проверке покажет наличие сопротивления (прохождение тока) в обе стороны говорит о неисправности диода.
Важно помнить. При проверке диодов, расположенных на одной пластине, сопротивления не должны отличаться
Допустимый максимум – 5 Ом, не более. Наличие диода с большой разницей в показаниях говорит о его плохой работе и последующих проблемах с зарядкой. Поэтому диод желательно поменять.
Проверка диодов тестером весьма условна, более точно убедиться в целостности диода можно только под нагрузкой, например, подключением в схему лампы или на проверочном диагностическом стенде на СТО.
Для чего нужен диодный мост
Как мы должны были понять, диодный мост нужен для того, чтобы сделать из переменного тока постоянный. Это устройство придумал немецкий ученый Леоц Гретц, второе название диодного моста – мостовая схема Гретца.
Принцип действия таков: на вход диодного моста подается переменный электрический ток, а на его выходах появляется постоянный пульсирующий ток. Частота пульсаций зависит от частоты переменного тока.
Если взять стандартное значение частоты для наших широт (50 Гц), то частота пульсаций постоянного тока будет равна 100 Гц. Для того, чтобы сгладить пульсации, ставиться конденсатор – это устройство будет полноценным выпрямителем.
Схема, которая рассматривается в данной статье, применяется в двухфазной сети. Для трехфазной сети применяется другие схемы, которые не будут рассмотрены в этой статье. Выполняется в виде четырех соединённых диодов или диодной сборки. Диодная сборка – это тот же диодный мост, только сделан в одном корпусе. У обоих вариантов исполнения есть свои плюсы и недостатки. Например, в случае неисправности одного из диодов, продеться заменить всю диодную сборку – это ее минус.
При подборе диодного моста или отдельных диодов для него, учитываются следующие характеристики:
- Обратное напряжение диодов;
- Обратный ток диодов;
- Длительно допустимый ток;
- Максимальная рабочая температура;
- Рабочая частота (актуально для высокочастотных приборов).
Это основные параметры, по которым подбираются диоды для самостоятельной сборки или диодные мосты. Все зависит от нагрузки, которую вы хотите запитать, но будь то блок питания или зарядное устройство, лучше взять с запасом, нежели впритык.
Это обезопасит ваше устройство. Бывают ситуации, когда диодный мост может сильно нагреваться или даже сгореть. Это происходит из-за высокого тока, которые проходя по диодам нагревает их, либо из-за плохого охлаждения, особенно в мощных устройствах.
Для лучшего охлаждения и профилактики сгораний диодного моста, рекомендуется использовать радиаторы, которые будут эффективно рассеивать тепло.
Диоды тоже имеют свое сопротивление и на каждом из них падает напряжение. Для высоковольтных аппаратов – это не существенные потери, но для низковольтных приемников (до 12 вольт) такие потери будут существенны.
В этой ситуации в место обычных диодов, в схеме применяется диоды Шоттки. На выпрямителе из таких диодов будет низкое падение напряжения, приемлемое для низковольтной аппаратуры.
Из-за особенностей диодов Шоттки, такие диодные мосты могут работать на сверхвысоких частотах. Но будьте осторожны, при малейшем превышении обратного напряжения, такие диоды выходят из строя.
Конструкция выпрямителя
В прямом смысле выпрямитель не в состоянии «выпрямить» переменное напряжение. Название этот узел получил из-за принципа действия входящих в него диодов:
- переменный ток периодически меняет направление движения в цепи;
- диоды пропускают его лишь в одном направлении, отсекают токи обратной полярности;
- чтобы в сети скачки напряжения были незаметны для запитанного потребителя, 3 диода установлены в одном направлении, оставшиеся 3 – в другом.
В настоящее время классическую конструкцию имеют мощные диоды, маломощные полупроводниковые приборы этого типа выполнены в виде кремниевого перехода на плате. Однако для отведения от корпуса или кремниевого перехода высоких температур, и те, и другие модификации либо вмуровываются в пластину теплоотвода, либо оснащаются собственными радиаторами в индивидуальном порядке.
При пробое кремниевого перехода или полноценного диода в корпусе требуется замена диодного моста генератора или отдельных полупроводников, входящих в его состав.
Основной мост диодный
На нижнем рисунке представлены синусоиды и направление движения тока в генераторе и диодном мостике.
Положительным значением условно принято напряжение, направленное к 0 точке обмотки статора. После выпрямителя ток в нагрузке потребителей протекает только в положительном направлении, то есть от «+» генератора к ее массе «–».
Поэтому в диодном мосту силовом (основном) использованы крупногабаритные 25 – 30 А диоды, мощность которых можно повысить дополнительно за счет дополнительного плеча выпрямителя, рассматриваемого ниже.
В отличие от прочих узлов «электростанции авто», визуальный осмотр не позволяет выявить, какие имеются неисправности диодного моста генератора. Для выпрямителя необходима только аппаратная диагностика мультиметром.
Находятся диоды на теплоотводящей пластине в форме подковы под задней крышкой генератора. На выносных выпрямителях диодный мост расположен вблизи генератора, вместо пластин классической конфигурации может использоваться обычная плата. На корпус каждого диода в этом случае надевается ребристый радиатор.
Дополнительные диоды
Основная сложность конструкции автомобильного генератора заключается в том, что обмотка возбуждения его якоря так же является потребителем постоянного напряжения. Для этой катушки используется собственный диодный мост генератора:
- 3 дополнительных диода отсекают ток АКБ в момент, когда двигатель не работает;
- отрицательные диоды взяты из основного (силового) мостика генератора.
Вместо мощных полупроводниковых приборов использованы малогабаритные 2 А диоды.
Стабилитрон
Поскольку величина напряжения, вырабатываемого генератором машины, напрямую зависит от оборотов коленвала, передающего крутящий момент на его шкив, в бортовой сети возможны «всплески» до 20 В, что вредно для потребителей. Чтобы исключить частый ремонт, проще всего подключить диодный мост выпрямителя через стабилитрон:
- этот полупроводниковый прибор отсекает ток обратной полярности по аналогии с диодом, но только до определенного значения, названного напряжением стабилизации;
- при увеличении напряжения с обмоток статора до 25 – 30 В стабилитрон начинает пропускать избыточное напряжение, но уже в обратном направлении;
- на выводе «+» клеммы генератора при этом сохраняется корректное значение тока для бортовой сети и подзарядки АКБ.
При диагностике выпрямителя проверка диодного моста генератора мультиметром осуществляется косвенным способом:
- нормальный диод должен иметь «бесконечное» сопротивление в одну сторону, 500 – 700 Ом в противоположном направлении;
- если при перемещении щупов тестера показания омметра не изменились, на индикаторе высвечивается 0 или бесконечность, диод пробит, требуется его замена.
Более подробно проверка описана в следующих пунктах данного руководства.
Дополнительное плечо выпрямителя
Для фазных напряжений характерно отклонение графика напряжения от синусоиды. Поэтому схема генератора с дополнительным плечом выпрямителя возможна только при соединении статорных обмоток «звездой»:
- форма фазных напряжений в этом случае отличается от синусоиды на величину гармоники;
- эта характеристика (гармоника третьей фазы) имеется только в фазном напряжении, отсутствует в напряжении линейном;
- мощность гармоники можно использовать в качестве дополнительного плеча, добавив диоды в 0 точке фазных обмоток статора.
Величина плеча составляет 5 – 15% от мощности генератора, но возникает оно только на оборотах более 3000 об/мин. Долговечность выпрямителя зависит так же от работоспособности регулятора напряжения. Зато ремонт доступен владельцу машины после разборки генератора.
Выбор типа сборки
Для каждой задачи существует свой оптимальный вариант выпрямительной диодной сборки. Все их можно условно разделить на 3 вида:
- Выпрямитель на одном диоде. Применяется в самых простых и дешёвых схемах, где нет к.л. требований к качеству выходного напряжения, как, например, в ночниках.
- Сдвоенный диод. Эти детали внешне похожи на транзисторы, ведь они выпускаются в таких же корпусах. Они также имеют 3 вывода. По сути, это два диода, помещённых в один корпус. Один из выводов – средний. Он может быть общим катодом или анодом внутренних диодов.
- Полноценный диодный мост. 4 детали в одном корпусе. Подходит для устройств с большими токами. Применяется в основном на входах и выходах различных блоков питания и зарядных устройств.
Дополнительная информация. Выпрямители используются и в автомобилях. Они нужны для преобразования идущего с генератора переменного напряжения в постоянное. Оно, в свою очередь, необходимо для зарядки аккумулятора. Обычный бензогенератор вырабатывает переменный ток.
Схемы выпрямителей
В однофазных цепях используется одна из трёх схем выпрямления переменного тока, они носят такие названия:
- Однополупериодный выпрямитель, а в технической литературе можно встретить сокращенный вид «1ф1п», что обозначает «1 фаза 1 полупериод».
- Двухполупериодный выпрямитель, он же «схема Гретца», сокращенно — 2ф2п.
- Двухполупериодный выпрямитель со средней точкой. Используется реже, чем предыдущая, так как требует использовать трансформатор со средней точки (отвод от середины обмоток).
Однополупериодный выпрямитель состоит из диода, последовательно включенного с нагрузкой. Здесь в нагрузку Rн поступает, как ни странно, один полупериод от питающего напряжения, вторые полпериода или обратная полуволна синусоиды через диод не проходит. Схема хороша тем, что нужен только один диод, но у неё ряд недостатков: напряжение на нагрузке снижается в 2 раза и высокий коэффициент пульсаций. Для их сглаживания нужен конденсатор неоправданно большой ёмкости, что повышает и габариты, и конечную стоимость изделия.
Схема однополупериодного выпрямителя, напряжение на её входе и выходе
Двухполупериодный выпрямитель или диодный мост состоит уже из четырёх диодов. Здесь они работают «по диагонали», то есть одну полуволну проводят левый верхний и правый нижний диод, а обратную – левый нижний и правый верхний диоды (положения указаны условно, относительно приведенной схемы). Напряжение в нагрузке равно напряжению на входе моста, но оно уже не переменное, а выпрямленное пульсирующее. Чтобы сгладить пульсации параллельно нагрузки устанавливают конденсатор (один или несколько, соединенных параллельно). При этом используются электролитические конденсаторы, из-за их большой ёмкости при относительно небольших размерах.
Схема диодного моста, напряжение на её входе и выходе
Второй вариант двухполупериодного выпрямителя — это выпрямитель со средней точкой. Здесь к средней точке трансформатора присоединяется один вывод нагрузки, а ко второму выводу нагрузки присоединяются катоды двух диодов. Напряжение на концах вторичной обмотки относительно средней точки находится в противофазе (условно на диаграмме они обозначены как Uвходное1 и Uвходное2).
Так как напряжения сдвинуты друг относительно друга на половину периода и диоды пропускают лишь по одной его полуволне, то на нагрузку попадает выпрямленное двухполупериодное напряжение Uвыходное, как в предыдущем варианте. Вы можете видеть что в первые полпериода через диод VD2 протекает ток, во вторую половину — диод закрывается и начинает протекать ток через диод VD1.
Преимущества такой схемы — меньше потерь из-за меньшего числа ключей, но недостаток весьма серьезный — нужен трансформатор со средней точкой, если в производственных масштабах это не составляет особых проблем, то для радиолюбителя может оказаться сложным найти такой. Но
Схема выпрямителя со средней точкой, напряжение на её входе и выходе
