Диоды и выпрямители

Выпрямительный диод предназначен преимущественно для пропускания тока в одном направлении. В силовой схеме важны допустимый прямой ток, обратное напряжение, тепловой режим и динамические свойства.

Один диод пропускает одну полуволну синусоиды и блокирует другую. Выходное напряжение получается пульсирующим; такая схема проста, но плохо использует трансформатор и имеет большие пульсации.

Мост из четырёх диодов выпрямляет обе полуволны: в каждый полупериод ток через нагрузку идёт в одном направлении, но проводит своя пара диодов. Частота основных пульсаций после двухполупериодного выпрямления удваивается относительно частоты сети.

Конденсатор после моста заряжается около вершины выпрямленного напряжения и разряжается в нагрузку между вершинами, уменьшая пульсации. Чем больше ток нагрузки и меньше ёмкость, тем сильнее просадка между импульсами заряда. Конденсатор и диоды испытывают импульсные токи, поэтому детали выбирают по рабочим параметрам и температуре.

После диодного моста без конденсатора на нагрузке присутствует двухполупериодно выпрямленное напряжение. Если добавить большой электролитический конденсатор, напряжение приближается к вершине синусоиды за вычетом падений на проводящих диодах. Для сети 230 В это означает, что на конденсаторе сетевого выпрямителя может быть порядка сотен вольт постоянного напряжения.

Это принципиальный вопрос безопасности ремонта: отключение вилки не означает мгновенный разряд. Разрядные цепи могут быть неисправны, поэтому состояние высоковольтного конденсатора устанавливают безопасной предусмотренной процедурой, а не касанием или случайным коротким замыканием выводов.

Пробитый диод может вызвать повышенный ток и срабатывание защиты; диод в обрыве — отсутствие одной полуволны или питания. В мостовой схеме проверяют все переходы, но измерение «в плате» может искажаться параллельными цепями. Перед вмешательством учитывают наличие сетевого напряжения и заряженных конденсаторов.