Auswahl des richtigen Brückengleichrichters

Es gibt eine Reihe von Schaltplänen, die ich zu interpretieren versuche und die Brückengleichrichter haben. In der Komponentenliste werden sie jedoch einfach als "D1-D4-Gleichrichtereinheit" ohne bestimmte Werte aufgeführt.

Wie interpretiere ich die spezifischen Gleichrichterparameter? Muss die Eingangsspannung und Stromstärke des Stromkreises speziell übereinstimmen? oder muss es nur überschritten werden?

Gibt es eine Grenze dafür, wie weit der Gleichrichter den Stromkreis überschreiten kann? Zum Beispiel habe ich einen Schaltplan, der 12V / 2A zeichnet. Ich habe einen Gleichrichter zur Hand, der für 1000 V / 10 A ausgelegt ist. Wenn ich das in meinem 12V / 2A-Stromkreis verwenden würde, würde irgendetwas explodieren? Ich vermute nicht ...

Wie wähle ich dann die Dioden aus, wenn ich meinen eigenen Gleichrichter herstellen wollte? wähle ich nur vier passende Dioden mit den gleichen Parametern aus, die der Gleichrichter haben soll (z. B. 4 12-V / 4a-Dioden, um einen 12-V / 4a-Gleichrichter herzustellen)? oder gibt es eine andere Formel für die Auswahl der Teile des Gleichrichters?

Für die Auswahl des Brückengleichrichters : Stellen Sie Teile in die engere Auswahl , die die erforderliche maximale Spannung und den erforderlichen Strom deutlich überschreiten, wie unten beschrieben.

Für den Sinuswellenausgang eines Transformators wäre die erforderliche Spannung das Quadrat (2) = 1,4142-fache der Nennspannung des Transformators, da die Transformatoren für die Effektivspannung und nicht für die Spitze ausgelegt sind. Außerdem werden Transformatoren normalerweise, aber nicht immer, niedriger bewertet als die tatsächliche Spannung, die sie ohne Last an der Sekundärseite erzeugen: Diese fällt auf die Nennspannung ab, wenn der Transformator den Nennvolllaststrom führt. Um auf der sicheren Seite zu sein, funktioniert das 2,5-fache der Nennspannung des Transformators für mich gut.

Auch für die Stromberechnung ist das 2,5-fache des erwarteten Laststroms einwandfrei - da die Brücke dem anfänglichen Stromstoß standhalten müsste, wenn sich nach der Brücke aufgeladene Reservoirkondensatoren nach dem Einschalten aufladen.

Jetzt, da Sie die Spannungs- und Stromwerte haben, nach denen Sie suchen müssen, zeigt die Auflistung der verfügbaren Teile möglicherweise Teile mit höherer Nennleistung, die billiger sind als diejenigen, die nur Ihren Anforderungen entsprechen. Entscheiden Sie sich also einfach für Teile mit höherer Nennleistung.

Zum Beispiel verkauft sich in lokalen Geschäften in der Nähe meines Wohnortes eine BR68-Brücke trotz der viel höheren Bewertung für weniger als die Hälfte eines BR36 . Dies ist auf Skaleneffekte zurückzuführen - der BR68-Teil wird hier nur häufiger verwendet.

Eine weitere Überlegung betrifft jedoch die physische Größe / das Leiterplattenlayout: Brücken mit höherer Nenngröße nehmen tendenziell an Größe zu. Manchmal sind SIP-Pin-Put-Module auf der Leiterplatte auch bequemer als quadratische Pin-Outs, wenn der vertikale Abstand kein Problem darstellt.

Für die Auswahl diskreter Dioden : Es gelten die gleichen Berechnungen wie für die Brücke. Der Hauptvorteil von diskreten Teilen besteht darin, dass die Wärmeableitung etwas weniger störend ist, da jede Diode ihren eigenen Umgebungsraum hat, um Wärme abzuleiten.

Ein kleiner zusätzlicher Vorteil ist die Möglichkeit, bei Bedarf etwas kreative Leiterplattenlayouts zu verwenden , anstatt gezwungen zu sein, einen bestimmten zusammenhängenden Bereich auf der Platine aufzugeben.

Bei klassischen Gleichrichtern möchten Sie die Ausgangsanforderungen überschreiten.

Im Diodendatenblatt sehen Sie Dinge wie den Durchlassspannungsabfall in Bezug auf den Strom und die Temperaturwiderstände der Diode. Sie sehen auch einen Abschnitt namens absolute maximale Bewertungen. Sie wollen nie in der Nähe dieser Zahlen sein! Wenn Sie eine Diode richtig auswählen möchten, lesen Sie den Spannungsabfall bei dem Strom, an dem Sie interessiert sind. Dann multiplizieren Sie die Spannung mit dem Strom, um die von der Diode verbrauchte Leistung zu sehen. Wenn Sie die Leistung mit dem Wärmewiderstand multiplizieren, sehen Sie, wie hoch die Temperatur der Diode im Vergleich zur Außentemperatur ist. Dieser Wert muss niedriger sein als die maximale Temperatur der Diode, sonst stirbt sie ab. Bei höheren Strömen können Sie die Diode an den Kühlkörper anschließen, um eine höhere Wärmeableitung zu erzielen.

Mal sehen, was passiert, wenn wir die 4 A-Anforderung auf eine Diode anwenden. Für das Beispiel verwende ich die BYW29 / 200- Diode mit einem maximalen Strom von 8 A und einer Spannung von 200 V. Wenn wir uns die Grafik im Datenblatt ansehen, sehen wir, dass die Vorwärtsspannung bei 4 A etwa 0,7 V beträgt Die von der Diode abgegebene Leistung beträgt 2,8 W. Die maximale Sperrschichttemperatur beträgt +175 ° C. Als nächstes haben wir einen Wärmewiderstand zwischen Sperrschicht und Umgebungstemperatur von 60 C / W. Wir multiplizieren also die 2,8 W mit 60 C / W und erhalten 168 C. Dies ergibt die maximale Umgebungstemperatur von nur 7 C! Wie wir sehen können, ist die Diode ohne Kühlung ziemlich schwer zu bedienen.

Wie verwenden wir es? Nun, wir fügen einen Kühlkörper hinzu. Ein weiterer interessanter Hinweis im Datenblatt ist der Wärmewiderstand zwischen Übergang und Gehäuse, der 3 C / W beträgt. Dazu addieren wir den Wärmewiderstand des Kühlkörpers. In diesem Beispiel verwende ich einen mit einem Wärmewiderstand von 9,6 C / W (möglicherweise wird der Wärmewiderstand auch in K / W angezeigt, beachten Sie jedoch, dass ein Grad Celsius und ein Kelvin gleich groß sind). Um sicherzustellen, dass wir einen guten Kontakt zwischen dem Kühlkörper und der Diode haben, verwenden wir auch etwas Wärmeleitpaste. Wenn Sie den Wärmewiderstand der Paste haben, fügen Sie ihn zu den übrigen Wärmewiderständen hinzu. Wenn Sie dies nicht tun, wenden Sie einfach einen "Fudge-Faktor" an. Wir haben also einen Wärmewiderstand von 12,6 C / W und eine Leistung von 2,8 W. Dies führt zu einem Anstieg der Sperrschichttemperatur um 35,28 C. Da ich nicht die Wärmeleitpastenbeständigkeit hatte, habe ich '

Als nächstes ein wenig über die Spannung. Beachten Sie, dass die Spannung Ihres Transformators von der Last abhängt. Bei unbelasteten Transformatoren kann sie viel höher sein als bei Transformatoren mit Volllast. Als nächstes haben Sie auch die gleichgerichtete und gefilterte Spannung. Viele Leute hier verwenden "Faustregeln", um zu bestimmen, welche Komponenten und Werte verwendet werden sollen. Schauen wir uns noch einmal das 12-V-Beispiel an. Ich nehme diese 12 V als Effektivwert der Spannung des Transformators bei Volllast. Die maximale Spannung liegt bei 17 V, wenn der Transformator unter Volllast steht. Wenn der Transformator ohne Last ist, könnte er hoch gehen und 30 V bis 40 V wären nicht zu überraschend, um hier zu sehen. Andererseits können viele Dioden solche Spannungen problemlos aufnehmen. Beispielsweise hat selbst die einfachste 1N4001-Diode eine maximale Wiederholungsspannung von 50 V.BYW29 / 200 aus dem vorherigen Beispiel hat eine maximale Wiederholungsspannung von 200 V, sodass Sie sich dort keine großen Sorgen machen müssen. Stellen Sie nur sicher, dass Sie die höchste Spannung im Stromkreis um 20 V bis 30 V überschreiten, und Sie sind sicher.

Am Ende besteht eine einfache Methode zur Suche nach der richtigen Diode darin, den benötigten Strom einfach mit 2 zu multiplizieren und nach Dioden zu suchen, die für diesen höheren Strom ausgelegt sind. Schauen Sie sich dann die maximalen Temperaturen und Wärmewiderstände an, um festzustellen, welche Art von Kühlung erforderlich ist.