Решение:

1.Выписываем параметры диода из таблицы Iдоп=2.5А, Uобр=200В

2.Определяем ток потребителя Io=Po/Uo=250/100=2.5А

3.Определяем напряжение, действующее на диод в непроводящий период: Un=3.14 Uo=3.14 100=314В.

4. Проверяем диод по параметрам Iдоп и Uобр. Для данной схемы диод должен удовлетворять условиям Uобр >Un и Iдоп>0.5Io. В данном случае первое условие не соблюдается (200<314), т.е.Uобр< Un, второе условие выполняется (0.5Io=0.5 2.5=1.25<2.5А)

5. Составляем схему выпрямителя.

Чтобы выполнялось условие Uобр>Un,необходимо два диода соединить последовательно, тогда Uобр=200 *2=400>314В.

Р ис. 2.

Пример 3. Составить схему мостового выпрямителя (рис. 3), используя один из четырех диодов Д218, Д222, КД202Н, Д215Б. Мощность потребителя Ро=300 вт, напряжение Uo=200 В.

Решение:

1.Выбираем параметры указанных диодов и записываем их в таблицу

Типы диодов	Iдоп А	Uобр В
Д218	0.1	1000
Д222	0.4	600
КД202Н	1	500
Д215Б	2	200

2.Определяем ток потребителя

Io=Po/Uo=300/200=1.5 A

3. Находим напряжение, действующее на диод в непроводящий период для мостовой схемы выпрямителя.

Uв =1.57Uo=1.57 *200=314 В

4.Выбираем диод из условия Iдоп>0.5Io>0.5 1.5>0.75 А. Uобр>Uв>314 В. Этим условиям удовлетворяет диод КД 202Н.

Рис. 3.

Пример 4. Рассчитать схему трехфазного выпрямителя со средней точкой трансформатора (рис. 4), используя диоды КД 212А. Выпрямитель должен питать потребитель напряжением Uo=150В. Определить допустимую мощность потребителя.

Решение:

1. Выписываем параметры диода из таблицы Iдоп=1А, Uобр= 200А

2. Определяем допустимую мощность потребителя. Для трехфазного выпрямителя Iдоп>(1/3) Io, т.е.Ро= 3UoIдоп=3 *150 *1=450вт. Следовательно, для данного выпрямителя

Ро >450 вт.

3. Определяем напряжение, действующее на диод в непроводящий период: Un=2.1

Uo=2.1 *150 =315 В.

4. При составлении схемы выпрямителя, чтобы условие Un>Uобр выполнялось необходимо, чтобы в плече каждого было по два последовательно соединенных диода, тогда Uобр= 200 *2 =400В (400>315).

Рис. 4.

1.10 . Контрольная работа по выпрямителям на полупроводниковых диодах

Задача 1. Двухполупериодный выпрямитель должен питать потребитель постоянным током. Мощность потребителя Р0,Вт, при напряжении U0,В. Следует выбрать один из трех типов полупроводниковых диодов, параметры которых приведены в табл.57 для схемы выпрямителя, и пояснить, на оснвании чего сделан выбор. Начертить схему выпрямителя. Данные для своего варианта взять из табл.52 Изобразить осциллограмму

Таблица 52

Типы диодов	Р0, Вт	U0,В
Д218	30	50
Д221	30	50
Д214А	30	50

Задача 2. Составить схему мостового выпрямителя, использовав стандартные диоды, параметры которых приведены в табл.57. Мощность потребителя Р0, Вт, с напряжением питания U0, В. Пояснить порядок составления схемы для диодов с привиденными параметрами. Данные для своего варианта взять из табл.51. Изобразить осциллограмму.

Таблица 51

Типы диодов	P0, Вт	U0,В
Д224	200	50

Задача 3. Составить схему трехфазного выпрямителя на трех диодах, использовав стандартные диоды, параметры которых приведены в табл.57. Мощность потребителя Р0, Вт , с напряжением питания U0, В. Пояснить порядок составления схемы для диодов с привиденными параметрами. Данные для своего варианта взять из табл. 54. Изобразить осциллограмму.

Таблица 54

Типы диодов	Р0, Вт	U0, В
Д214Б	400	40

Задача 4. Составить схему трехфазного выпрямителя на трех диодах, использовав стандартные диоды, параметры которых приведены в табл.54. Мощность потребителя Р0, Вт, с напряжением питания U0, В. Пояснить порядок составления схемы для диодов с приведенными параметрами. Данные для своего варианта взять из табл.54. Изобразить осциллограмму.

Таблица 54.

Типы диодов	Р0, Вт	U0, В
Д210	60	300

Задача 5. Составить схему мостового выпрямителя, использовав стандартные диоды, параметры которых приведены в табл. 57. Определить допустимую мощность потребителя, если значение выпрямленного напряжения U0, В. Изобразить осциллограмму

Таблица

Типы диодов	U0, В
Д214А	80

Задача 6. Двухполупериодный выпрямитель должен питать потребитель постоянным током. Мощность потребителя Р0, Вт, при напряжении U0, В. Следует выбрать один из трех типов полупроводниковых диодов, параметры которых приведены в табл 57 для схемы выпрямителя, и пояснить, на основании чего сделан выбор. Начертить схему выпрямителя. Данные для своего варианта взять из таблицы (ниже). Изобразить осциллограмму.

Таблица.

Типы диодов	Р0, Вт	U0, В
Д302 Д205 Д244Б	60	40

Задача 7. Однополупериодный выпрямитель должен питать потребитель постоянным током. Мощность потребителя Р0, Вт, при напряжении U0, В. Следует выбрать один из трех типов полупроводниковых диодов, параметры которых приведены в табл.57 для схемы выпрямителя, и пояснить, на основании чего сделан выбор. Начертить схему выпрямителя. Данные для своего варианта взять из таблицы. Изобразить осциллограмму.

Таблица

Типы диодов	Р0, Вт	U0, В
Д224Б Д302 Д205	20	80

Задача 8. Однополупериодный выпрямитель должен питать потребитель постоянным током. Мощность потребителя Р0, Вт, при напряжении U0, В. Следует выбрать один из трех типов полупроводниковых диодов, параметры которых приведены в табл.57 для схемы выпрямителя, и пояснить, на основании чего сделан выбор. Начертить схему выпрямителя. Данные для своего варианта взять из таблицы. Изобразить осциллограмму.

Таблица

Типы диодов	Р0, Вт	U0, В
Д242Б Д244А Д221	50	10

Таблица 57

Типы диодов	Iдоп, А	Uобр, В	Типы диодов	Iдоп, А	Uобр, В
Д7Г Д205 Д207 Д209 Д210 Д211 Д214 Д214А Д214Б Д215 Д215А Д215Б Д217 Д218 Д221 Д222 Д224 Д224А Д224Б Д226 Д226А	0,3 0,4 0,1 0,1 0,1 0,1 5 10 2 5 10 2 0,1 0,1 0,4 0,4 5 10 2 0,3 0,3	200 400 200 400 500 600 100 100 200 200 200 200 800 1000 400 600 50 50 50 400 300	Д231 Д231Б Д232 Д232Б Д233 Д233Б Д234Б Д242 Д242А Д242Б Д243 Д243А Д243Б Д244 Д244А Д244Б Д302 Д303 Д304 Д305 КД202А КД202Н	10 5 10 5 10 5 5 5 10 2 5 10 2 5 10 2 1 3 3 6 3 1	300 300 400 400 500 500 600 100 100 100 200 200 200 50 50 50 200 150 100 50 50 500

Основные характеристики диодов

Основные стандарты: ГОСТ 19613-80.- Диоды полупроводниковые. Столбы и блоки выпрямительные. Корпуса. Габаритные и присоединительные размеры. ГОСТ 25529-82.- Диоды полупроводниковые. Термины, определения и буквенные обозначения параметров.

Общая характеристика: Полупроводниковый диод – двухэлектродный прибор, принцип действия которого основан на использовании явлений, возникающих между частями монокристалла полупроводника с проводимостями р- и n- типа. Полупроводнмковые диоды широко применяются в схемах, работающих в непрерывных и импульсных режимах, и деляться по назначению па выпрямительные (в том числе универсальные диоды, работающие в широком диапозоне частот), импульсные, варикапы, стабилитроны (опорные диоды), туннельные.

Основными параметрами полупроводниковых диодов являются: постоянный прямой ток Iп – ток через диод в прямом направлении; постоянный обратный ток Iобр – ток через диод в обратном направлении рис 14.1

Максимально допустимый средний выпрямленный ток Iвп.ср.max.(средний за период, постоянная составляющая), которой может длительно проходить через диод, не вызывая изменения его параметров; максимально допустимое обратное постоянное прямое напряжение Uобр.max, которое может быть в течение длительного времени приложено к диоду в обратном направлении, не вызывая изменения его параметров; емкость CД – между выводами диода; габариты; диапазон рабочих температур.

На рис.14 .2, .3 показаны габаритные чертежи и цоколевка диодов. В таблицах 14.1, 14.2, 14.3, 14.4 приведены основные параметры диодов. На рисунке 14.4 показаны габаритные чертежи и цоколевка стабилизаторов. В таблицах 14.5, 14.6 приведены основные параметры стабилизаторов.

Рис.14. 1. Вольт-амперная характеристика для диода.

Р ис.14.2 Габаритные чертежи и цоколевка диодов

Р ис.14.3 Габаритные чертежи и цоколевка диодов

Таблица 14.1

Т аблица 14.2

Таблица 14.3

Р ис .14.4.Габаритные чертежи и цоколевка стабилитронов

Таблица 14.4

Светодиоды

Светодиоды – полупроповодниковые приборы, преобразующие электрические сигналы в световые.

Основными характеристиками светодиодов являются его яркостная (или ватт-амперная) характеристика, прямой ток, прямое и обратное напряжение.

Для изготовления светодиодов используются такие полупроводниковые материалы, как, например, арсенид и фосфид галлия. Спектральный состав излучения завмсит от материала полупроводника и введенных примесей.Так, длина волны излучения приборов из фосфида галлия соответствует зеленому цвету. Светодиоды нуждаутся в источнике питания в большим внутренним сопротивлением. Для этого последовательно с источником питания включают резистор Р, что уменьшает наклон яркостных характеристик, и проходящий через светодиод ток меньше зависит от напряжения питания.

В группу светодиодов помимо светоизлучающих диодов входят также инфракрасные излучающие диоды ИК и линейные шкалы.

Основные параметры ИК-диодов – прямое и обратное наряжения и прямой ток.

ИК-диоды широко применяются в схемах автоматизации и автоматического регулирования.

Линейные шкалы (светящиеся столбики) изготавливают в виде пластин на основе светоизлучающих диодов и представляют собой интегральную схему, в которой размещены электрически соединенные светодиоды. Их электрические и эксплуатационные характеристики такие же, как у светодиодов. Линейные шкалы используются для быстрого наглядного изображения изменяющейся информации многоканальных систем.

Светодиоды обладают низким кпд, а некоторые из них могут также с течением времени изменять отдельные параметры.

На рис.14.5 показаны габаритные чертежи и цоколевка светодиодов.

Рис. 14.5

Т аблица 14.5

Цифро-буквенные индикаторы: на основе светодиодов представляют собой интегральную микросхему, состоящую из электрически соединенных диодных сегментов, которые, высвечивая создают изображение: цифры или буквы.

В таблице 14.8 приведены основные параметры цифро-буквенных индикаторов.

Т аблица 14.8

Таблица 14.6