Диодный мост – что это такое?
Как мы знаем, в наших розетках протекает переменный электрический ток с напряжением в 220 вольт. Но как быть если нам нужно запитать низковольтный приемник, которому требуется постоянный ток? Если с напряжением все понятно – нам поможет трансформатор, то как сделать из переменного тока постоянный – вопрос.
В этой ситуации нам на помощь приходит такое устройство как выпрямитель.Это устройство содержится почти во всех электронных приборах, которые работает на постоянном токе, от сварочных полуавтоматов, до блоков питания. В статье мы рассмотрим классическую схему выпрямителя из четырех диодов, которая именуется выпрямительным диодным мостом.
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.
Схема диодного моста
Как мы выяснили выше, схема диодного моста состоит из четырех полупроводниковых диодов, соединенных по схеме Гретца. Такая схема еще называется двухполупериодным выпрямителем.
На принципиальных схемах диодный мост может обозначаться по-разному, либо как схема из четырех диодов, либо как один большой диод в ромбике. Суть его от этого не меняется, вот несколько примеров:
А вот так обозначается выпрямитель со сглаживающим конденсатором:
Как работает диодный мост
Принцип работы диодного моста достаточно прост. Переменный ток имеет две полуволны: положительную отрицательную. Каждое плечо (2 диода) выпрямляют свою полуволну, в то время как второе плечо блокирует протекание тока в другом направлении. В результате выпрямляется два полупериода, а на выводах всегда неизменная полярность.
Подключить диодный мост не составит труда, ведь это схематично показано на всех УГО (это и есть схема подключения) этого устройства. В случае с подключением диодной сборки, ее выводы обозначены соответственными обозначениями.
Собрать диодный мост самостоятельно тоже проще простого. Если вы уже подобрали диоды, то достаточно припаять их концы соответственно схеме. Но перед этим не поленитесь проверить диоды на исправность и не перепутайте их полярность.
Обычно катод и анод указаны на корпусе диодов.
Если остались вопросы, то рекомендуем к просмотру видео, чтобы найти ответы на оставшиеся вопросы.
Вывод
В статье мы рассмотрели такое классическое электронное устройство как диодный мост. Изучили его схему и разобрались в принципе работы. Я, как автор этой статьи, надеюсь, что она будет понятна даже чайнику и эти знания помогут вам в освоении радиоэлектроники.
Как заменить диодный мост генератора автомобиля своими руками? Пошаговая инструкция и верные советы
Даже, если генератор переменного тока, встраиваемый в систему электрооборудования современного автомобиля — негодный, то это неотложно воздействует на запуск силового агрегата транспортного средства. Зачастую подобная ситуация возникает из-за неполадок, появляющихся в диодном мосте генератора. Одним из главных индикаторов выхода из строя диодного моста является контрольная лампа разряда аккумуляторной батареи на приборной панели автомобиля, которая может начать мигать, если генератор прекратил подзаряжать АКБ. Как утверждают автоспециалисты, в большинстве случаев этот симптом непосредственно связан с возникновением неполадки регулятора напряжения или пробы диодного моста. По мнению автомехаников, самостоятельная замена диодного моста не является сложной процедурой и доступна практически каждому автовладельцу, главное в этом деле соблюдать пошаговую инструкцию и прислушиваться к верным советам специалистов.
Перед тем, как переходить к рассмотрению пошаговой инструкции по проверке и замене диодного моста, сперва стоит узнать, что из себя представляет данный компонент генератора. Диодный мост – специальная электронная схема, которая собрана на основе выпрямительных диодов, предназначенных для преобразования, подаваемого на него переменного тока в постоянный. Таким образом, диодный мост, он же выпрямительный блок, выполняет функцию преобразования переменного тока, вырабатываемого в обмотке статора генератора, в электрический ток с постоянным напряжением. 
Где располагается диодный мост? В большинстве типовых генераторах, диодный мост (выпрямительный блок) устанавливается на его задней части. Как правило, в стандартных генераторах серии 37.3701, которые устанавливаются на многие современные отечественные легковые автомобили, на примере, ВАЗ (Лада), диодный мост крепится к задней стенке этого ключевого компонента электрооборудования. 
ПОШАГОВАЯ ИНСТРУКЦИЯ И ВЕРНЫЕ СОВЕТЫ ПО ЗАМЕНЕ ДИОДНОГО МОСТА ГЕНЕРАТОРА
1 . Демонтаж генератора . Итак, перед тем, как наверняка убедиться в том, имеются ли проблемы в выпрямительном блоке, первым делом необходимо произвести точную проверку компонента. Для этого демонтируется генератор, а затем он достается из моторного отсека, после чего помещается на слесарный верстак, если такой имеется. 
2 . Проверка тестером . После демонтажа, используя специальный тестер напряжения или самую простую версию омметра, испытывают качество прохождения тока через цепи генератора. Если в результате проверки этих показаний будет подтверждён факт выхода из строя полупроводников, то придётся производить полную замену диодного моста., 
3 . Замена диодного моста . Если автовладельцу все же предстоит смена диодного моста своими руками или он собрался заменять отдельные его составляющие, то нужно быть готовым к тому, что данная процедура отнюдь не из лёгких, так как операция требует от исполнителя не только предельной концентрации, но и наличия обусловленных практических умений. 
4 . Подготовка к демонтажу диодного моста . Чтобы получить доступ к участку крепления диодов придётся демонтировать блок щёток с генератора и отвинтить гайки, которые стягивают переднюю и заднюю крышки между собой. После этого можно отсоединить элемент агрегата со шкивом и ротором от статора. 
5 . Демонтаж диодного моста . Далее, после того, часть генератора разобрана, необходимо при помощи торцевого ключа отвинтить болты крепления выводов обмоток статора к блоку выпрямителей. И только тогда, когда отрицательный провод от «массы» был отсоединён, можно снять средний элемент агрегата путем отсоединения его от задней крышки, из которой потом аккуратно вынимаются болты с изоляторами и непосредственно сам диодный мост. 
6 . Установка нового диодного моста . После установки нового выпрямительного блока вместо старого, на освободившееся место, в крышку снова вкручиваются винты с изоляторами. Далее, на них вновь накручиваются выводы обмоток статора. Впоследствии, винты окончательно закручиваются. 
7 . Сборка компонентов генератора . Через статор на заднюю стенку генератора вставляется ротор вместе с передней крышкой. Следом за этим устанавливается корпус генератора и затягивается винтами. 
8 . Окончательная сборка и установка генератора . И, наконец, в самом конце процедуры устанавливаются щётки генератора и проверяется корпус всего устройства на надежность. Далее берется в руки тестер электрооборудования и прозванивается генератор. Если после прозвона, проблем не обнаружено, то генератор устанавливается обратно под капот автомобиля, после чего смена диодного моста окончательно завершена. 
Справочно заметим, что диодный мост генератора может быть собран не только из отдельных составных элементов, но и изготовлен в виде монолитной конструкции, как диодная сборка, где сами диоды обычно подбираются по параметрам. Такой диодный мост гораздо легче устанавливать и служит он намного дольше обычного. Как утверждают специалисты, главным недостатком диодного моста является необходимость замены всей сборки, причем даже, если из строя вышел всего один диод.
Видео : «Как заменить диодный мост генератора автомобиля без ошибок? «
В завершении добавим, что основных поломок диодного моста генератора всего две – это «обрыв» и/или «короткое замыкание» диодов. В случае «обрыва», диод перестает пропускать электрический ток через себя, а при «коротком замыкании», ток наоборот, проходит в обоих направлениях, следовательно, диод «пробит». В любом из случаев, автомобильный генератор теряет способность выдавать нужный объем электрического тока и на приборной панели загорается контрольная индикаторная лампа, свидетельствующая о разреженности аккумулятора.
БЛАГОДАРИМ ВАС ЗА ВНИМАНИЕ. ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ НА НАШИ НОВОСТИ. ДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ.
Как проверить диодный мост
Диодный мост или, как его ещё называют, выпрямитель нужен для преобразования переменного тока в постоянный. Его используют везде, где нужно получить питание постоянным напряжением независимо от мощности прибора, потребляемого тока или величины напряжения.
Устройство
Для выпрямления однофазного напряжения используют схему Гретца из четырёх диодов. Если в схеме стоит трансформатор с отводом от средней точки используют схему из двух диодов.
Мостом называется именно включение четырёх диодов.
Диодный мост может быть выполнен в одном корпусе, а может быть из дискретных диодов, то есть отдельных. Входом диодного моста называют точки подключения переменного напряжения, а выходом — точки с которых снимают постоянное.
Переменное напряжение подают в точки, в которых соединены анод с катодом диодов. На выходе получают плюс и минус, при этом с точки соединения катодов снимают положительный полюс, т.е. плюс питания, а точка соединения анодов является минусом.
На приведенном рисунке изображена схема диодного моста, где мест подключения переменного напряжения обозначены «AC
«, а выход постоянного «+» и «-«.
Некоторые новички наивно предполагают, исходя из принципа обратимости электрических машин, что подав постоянку на мост на оставшихся контактах они получат переменку. Это не так, это не электрическая машина и здесь нужен преобразователь.
На современных диодных мостах контакты помечены также: вход переменки «AC» или «
«, а выход по стоянки «+» и «-«. Совместим схему с изображением реального моста, чтобы разобраться, как это выглядит на практике.
Где устанавливают
Диодный мост обычно установлен на входе цепи питания, если выпрямляется сетевое напряжение 220В, такое решение применяется в импульсных блоках питания, в том числе компьютерного блока питания, устройство которого было рассмотрено в одной, из ранее выложенных на сайте (смотрите — Как устроен компьютерный блок питания). Либо во вторичной обмотке трансформатора, такое включение применяется в обычных блоках питания, например маломощной магнитолы для дома или старого телевизора.
В современных блоках питания чаще используются импульсные схемы, в них диодный мост выпрямляет именно сетевое напряжение, а трансформатором управляют полупроводниковые ключи (транзисторы).
Если диодный мост стоит на входе по линии 220В, то на его выходе пульсирующее или сглаженное (если есть фильтрующий конденсатор) постоянное по знаку напряжение амплитудой в 310В. В любом случае выпрямленное напряжение увеличивается, относительно переменного.
Тоже касается и остаточного заряда фильтрующих электролитических конденсаторов, они могут биться током, даже когда питание на плату блока питания не подаётся. Их нужно предварительно разряжать лампой накаливания или резистором.
Не стоит разряжать емкость закорачиванием железным инструментом: вас может ударить током, вы можете повредить конденсаторы или дорожки платы.
Приступим к проверке диодного моста
Я буду рассуждать на примере типовой ситуации. Есть нерабочее устройство и его нужно отремонтировать.
Вы решили отремонтировать устройство, при разборке увидели на плате перегоревший предохранитель, защитный резистор или дорожку на печатной плате.
После замены сгоревшего элемента и восстановления дорожки не спешите включать. Начинающие электронщики любят делать «жучки» вместо предохранителя, тогда, тем более, нельзя включать плату.
Если предохранитель вышел из строя не случайно, а из-за проблем на плате блока питания вы получите повторное перегорание предохранителя. А если вместо него поставили жучек, то это включение сопроводить зрелищный фейерверк, возможное повреждение провода или розетки, выбитые пробки и автоматы.
Если пробит диодный мост, то после предохранителя на плате будет КЗ. Чтобы проверить диодный мост на пробой без мультиметра пользуйтесь проверенным способом: подключайте сомнительные блоки пиатния, через лампу накаливания на 40-100 Вт 220В. Она выполнит роль ограничителя тока и плата не повредится, и предохранитель не перегорит. Лампу подключают в разрыв одного из питающих кабелей 220В.
Если диодный мост пробит — лампа засветится в полный накал.
Это достаточно приблизительный способ диагностики диодного моста без мультиметра. Лампа может засветиться и при исправном мосте, если КЗ находится в схеме после него. Проверить диодный мост на обрыв без мультиметра можно и с помощью индикаторной отвёртки, на его выходе, как уже было сказано, должно быть высокое напряжение, если он установлен на линии 220В, неоновый индикатор в отвёртке должен засветиться.
Проверка диодного моста мультиметром
Любую деталь в электрической схеме нужно выпаивать перед её проверкой и прозвонкой. Можно, конечно, проверить и на плате, но есть вероятность получить ложные результаты измерений.
Также если вы будете прозванивать мост со стороны дорожек и контактных площадок на плате, есть вероятность отсутствия электрического контакта при визуально нормальной пайке. В тоже время, если диодный мост собран на плате из отдельных диодов, его зачастую удобно проверять, не выпаивая из плат, с её лицевой стороны. В таком случае вы получаете удобный доступ к металлическим ножкам диода.
Вам понадобится любой цифровой мультиметр, например самый дешёвый и распространенный типа dt-830. Включите режим прозвонки диодов, вы его можете найти по пиктограмме с условным его обозначением.
Часто этот режим совмещён с режимом звуковой прозвонки. Любая прозвонка и большинство омметров состоит из пары щупов, один из которых является плюсом, а второй — минусом. На мультиметра чаще всего красный щуп принимается за плюс, а чёрный за минус.
Как известно — диод проводит ток в одну сторону. При этом протекание тока возможно только при подключении положительного щупа (плюса) к аноду, а отрицательного к катоду. Тогда при проверке мультиметром в этом режиме силового кремниевого диода на дисплее отображаются цифры в диапазоне 500. 700.
Это количество милливольт, которое падает на pn-переходе. Если вы увидели эти значения — диод уже наполовину исправен. Если цифры большие или у левой стороны экрана появилась единица и больше ничего — диод в обрыве. Если сработала звуковая прозвонка или на экране около 0 — диод пробит.
Теперь нужно определить, не проходит ли ток в обратном направлении. Для этого меняем щупы местами, на экране либо должно быть значение много больше 1000, порядка 1500, либо единица у левой стороны экрана — так обозначается большое значение, выходящее за пределы измерений. Если значения маленькие — диод неисправен, он пробит.
Если оба замера совпали с описанными — с диодом все в порядке.
Таким образом проверяют диодный мост из отдельных диодов.
У диодов Шоттки падение напряжения от 0.3В, то есть при проверке на экране мультиметра высветится цифра порядка 300-500.
Если поменять щупы местами – красный на катод, а черный на анод, на экране будет либо единица, либо значение более 1000 (порядка 1500). Такие измерения говорят о том, что диод исправен, если в одном из направлений измерения отличаются, значит, диод неисправен. Например, сработала прозвонка – диод пробит, в обоих направлениях высокие значения (как при обратном включении) – диод оборван.
Проверка диодного моста в корпусе мультиметром
Я начал статью с описания точек, куда подключается переменка и откуда снимается постоянка неспроста. Это поможет при его проверке, давайте разберемся!
Сразу оговорюсь, что черный щуп вставлен в разъём «COM» на мультиметре.
Ставим черный щуп мультиметра на контакт, помеченный как «+», а красным попеременно касаемся контактов «
» к которым подключают переменное напряжение по очереди. В обоих случаях на экране вы должны увидеть падение напряжения на прямовключенном pn-переходе, т.е. цифры около 600, если диод исправен. Поменяв щупы местами, если выпрямитель исправен, вы увидите большие значения или единицу.
На некоторых мультиметрах вместо единицы используют символы 0L.
Проверяем вторую пару диодов. Для этого красный щуп ставим на вывод «-» диодного моста, а красным по очереди касаемся выводов «
«, вы должны увидеть на экране мультиметра значения прямого падения — около 600 при касании любого из контактов со знаком «
» (AC). Меняем щупы местами — на экране больше значения или бесконечность. Если что-то отличается, то диодный мост нужно заменить.
Быстрая проверка диодного моста
Иногда возникает необходимость экспресс проверки диодного моста, это можно сделать тремя касаниями щупов мультиметра к мосту. Можно проводить её не выпаивая мост из платы.
Первое положение щупов: ставим оба щупа между выводами для подключения переменного напряжения (на вход) «
«. Если диодный мост пробит — сработает прозвонка, а если её нет, то на экране мультиметра значения устремятся к нулю.
Второе положение щупов: красный щуп ставим на вывод со знаком «-«, а черный на вывод со знаком «+», если диоды исправны — на экране мультиметра будут цифры в двое больше прямого падения на диоде, то есть 1200-1400 мВ. Если на экране около 600 — значит один диод пробит, и вы видите падение напряжения на одном оставшемся.
На рисунке ниже вы видите, как течет ток при такой проверке подумайте, почему получаются такие результаты.
Однако если один из диодов в обрыве ток потечет по уцелевшей ветви и на экране будут условно-исправные значения.
Третье положение щупов — красный щуп на вывод со знаком «-«, а черный на вывод со знаком «+», тогда на экране мультиметра будут такие же результаты как при проверке диода подключенного в обратном направлении (бесконечность). Если сработала прозвонка или на экране маленькие значения (от нуля до сотен) – значит, мост пробит.
Такая проверка эффективна, но не даст такой достоверности как описанная в предыдущем пункте статьи. Если устройство все равно не работает и на выходе диодного моста отсутствует напряжение, то выпаяйте мост и повторно проверьте его.
Проверка другими средствами
Если у вас нет мультиметра, но у вас есть советский тестер или, как его еще называют «цешка» или какой-нибудь Омметр с пределом измерения до десятка кОм можно использовать и эти стрелочные приборы.
Логика проверки такая же самая, только в прямом включении стрелка будет указывать низкие сопротивления, а в обратном включении диода — высокое.
Если у вас и этого нет — вам поможет любая батарейка или несколько батареек с выходным напряжением больше пары вольт и лампочка накаливания (можно и светодиодом и кроной, батарейкой на 9В). Взгляните на картинку, и вам все станет ясно.
Заключение
Проверка диодного моста — базовый навык для тех, кто занимается ремонтом радиоэлектронной аппаратуры и электроприборов и для тех, кто хочет этому научиться. Для этого нужен минимальный набор инструментов, но хорошие понимание не только способа проверки, а и самой логики работы моста.
Использование мультиметра, цешки или прозвонки не меняет конечного результата при правильном проведении измерений. Однако на моей практике случалось так, что прибор показывал исправность диодного моста, а в реальности он не работал.
Возможно он «пробивался» под большим напряжением, чем на клеммах прибора, которым я проводил проверку. Поэтому самым точным способом «посмотреть» процессы, происходящие в схеме — это осциллограф.
В автоэлектрике, например по одной только осциллограмме напряжения в линии можно определить исправность диодного моста генератора, причем специалист может даже определить, что конкретно произошло — пробой или обрыв.
