Внешний вид диодного моста и обозначение на схеме
Однофазный диодный мост состоит из четырех диодов и на схеме обозначается двумя способами.
Два варианта условно-графического обозначения диодного моста
Первый способ (на рисунке справа) показывает включение каждого диода. Так как схема давно стала устоявшейся, стандартной, применяется и другое, упрощенное обозначение однофазного моста (на рисунке слева).
Существует и трехфазный диодный мост. Он применяется при выпрямлении трехфазного напряжения (в промышленных устройствах, в автомобильных генераторах и т.п.). Он состоит из 6 диодов и является еще более энергоэффективным.
Трехфазный диодный мост
Исполнение подобной выпрямительной схемы может быть различным:
- На четырех (шести) отдельных диодах.
- На готовой сборке.
Широкое распространение получили сборки отечественного производства КЦ405. Они выглядят в виде залитого компаундом блока и содержат 4 диода. Их выводы отмаркированы в соответствии с назначением:
- два вывода имеют обозначение «~» — на них подается переменное напряжение от источника;
- два вывода маркируются, как + и – (с них снимается выпрямленное напряжение).
Сборки КЦ405
В связи с широким распространением поверхностного монтажа, многие зарубежные фирмы выпускают диодные мосты в исполнении SMD. Популярностью пользуются сборки серии MBS (производства Kingtronics, Hottech и т.п.). При небольших размерах они имеют достаточно высокие эксплуатационные параметры, и рассчитаны на ток до 0,8 А (при данных габаритах – неплохо). Дополнительная буква в обозначении характеризует рабочее напряжение. Так, сборка MB6S рассчитана на работу в цепях до 600 вольт, а MB10S – на 1000 В.
Диодная сборка MBS
Обозначение выводов сборок MBS наносится на верхнюю часть корпуса.
Компания Fairchild Semiconductor выпускает серию СМД-сборок DFxxS. Они помощнее – рассчитаны на ток до 1 А. Цифра в индексе также означает наибольшее рабочее напряжение – 600 вольт для DF06S, 1000 вольт для DF10S и т.п.
Выпрямительный модуль DF10S
Широко применяются в блоках питания и модули серии DB101..DB107. Они имеют примерно те же параметры – рабочий ток в 1 А и максимальное напряжение в зависимости от индекса 50..1000 вольт. Эти сборки выпускаются и в исполнении для традиционного монтажа в отверстия (True Hole).
Сборка DB107
Особенности проверки в зависимости от вида диода
При производстве современных радиоэлектронных приборов применяется несколько видов диодов:
обычные или защитные;
светодиоды;
диоды Шоттки;
стабилитроны;
тиристоры и симисторы;
инфракрасные;
фотодиоды.
Защитные диоды можно встретить в большинстве современных бытовых приборах. Они распространены и являются простейшими элементами схем электрочайников, вентиляторов, блендеров и других облегчающих жизнь устройств.
Область применения светодиодов – всем известные лампы. Они делятся на приборы как бытового и уличного освещения. Диоды Шоттки используются при сборке блоков питания компьютеров, а основной задачей стабилитронов является защита приборов от скачков напряжения, проще говоря, его стабилизация.
Такие диоды, как тиристоры обеспечивают плавный пуск двигателя. Они активно применяются в области автомобилестроения. Симисторы могут пропускать ток в 2-ух разных направлениях.
Читать также: Измельчитель картона своими руками
Инфракрасные встраиваются в ПДУ и оптические контрольно-измерительные приборы. Фотодиоды преобразуют свет, попавший на чувствительную плату, в электросигнал. Они также используются при организации систем уличного освещения.
С помощью мультиметра чаще всего измеряют характеристики светодиодов, обычных полупроводников и диодов Шоттки. Проверка всех этих видов проводится тестером в соответствии с одним и тем же принципом.
Основными причинами неисправности таких полупроводников являются:
- Превышение максимально допустимого уровня электрического тока.
- Некачественные детали или заводской брак.
- Высокое обратное напряжение.
- Нарушение инструкции по эксплуатации прибора.
Диагностика выполняет с помощью специального, предназначенного для этого прибора – мультиметра.
Конструкция выпрямителя
В прямом смысле выпрямитель не в состоянии «выпрямить» переменное напряжение. Название этот узел получил из-за принципа действия входящих в него диодов: 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:
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:
При диагностике выпрямителя проверка диодного моста генератора мультиметром осуществляется косвенным способом:
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»:
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.
Что нужно знать о диодных мостах
Для начала мы рассмотрим, какими бывают и что внутри диодного моста. Встречаются данные элементы схемы в двух исполнениях:
- Из дискретных (отдельных) диодов. Обычно распаяны на плате и соединены дорожками в правильную схему.
- Диодные сборки. Сборки могут представлять собой как однофазные мосты для выпрямления обоих полупериодов переменного напряжения, так и сборки из двух диодов, соединенные в цепь общим катодом или анодом и другие варианты включения.
В любом случае выпрямительный однофазный диодный мост состоит из четырех полупроводниковых диодов, соединенных между собой последовательно-параллельным образом. Переменное напряжение подается на две точки, в которых соединены анод с катодом (разноименные полюса диодов). Постоянное напряжение снимается с точек соединения одноименных полюсов: плюс с катодов, минус с анодов.
На схеме место подключения переменного напряжения обозначено символами AC или «~», а выходы с постоянным напряжением «+» и «-«. Зарисуйте себе эту схему, она нам пригодится при проверке.
Если представить реальный диодный мост и совместить его с этой схемой получится что-то вроде:
Это интересно: Какие лампы HB4 лучше поставить в автомобиль — знакомим с вопросом
Устройство
Диодный мост является электрическим устройством, которое предназначено для того, чтобы преобразовывать или выпрямлять переменный вид тока и создавать его пульсирующим или постоянным. Подобным выпрямлением называют двухполупериодным. Также есть другое понятие в справочнике. Диодный мост считается там мостовой схемой диодных соединений, чтобы выпрямлять переменный ток и делать из него постоянный. Это самый простой и самый распространенный выпрямитель, используемый в радиотехнике с электроникой, автомобилем и других сферах, там, где нужно получить пульсирующее и постоянное напряжение.
Определение
Вторым названием диодного моста является двухполупериодный выпрямитель. Он включает в себя полупроводниковые выпрямительные диоды или шотткины электродиоды. Элементы могут быть отдельно распаяны на плате. В современном варианте объединяются диоды в одном корпусе. Это называется диодной сборкой.
Устройство диодного моста
Применение диодных мостов обширное. Их можно увидеть в электронике, трансформаторном и импульсном блоке питания и люминесцентной лампе. В сварочный аппарат ставятся полупроводниковые диодные сборки, крепящиеся к теплоотводящим устройствам.
Диодный мост обычно устанавливается на входе цепи питания при выпрямлении сетевого напряжение. Подобное решение может быть применено в импульсном блоке питания, в том числе компьютерном блоке питания. Также может быть использовано во вторичной трансформаторной обмотке блока питания, старого телевизора или маломощной домашней магнитолы.
Современные блоки питания оснащены импульсными схемами, где диодный мост занимается выпрямлением именно сетевого напряжения, а трансформатор занимается управлением полупроводниковых ключей или транзисторов.
Обратите внимание! Сбои в диодном мосте могут быть из-за быстрой разрядки аккумулятора, отсутствия подзарядки его от генераторного устройства, перезарядки аккумулятора и кипения электролита
Быстрая разрядка аккумулятора как причина сбоя работы электродов
Как выглядит диодный мост
Найти выпрямитель на плате не трудно, но внешний вид отличается в зависимости от устройства. Часто четыре диода впаяны рядом и собраны в одном корпусе — это выпрямительная сборка. На фото представлено несколько вариантов:
В таких вариантах четыре вывода: два обозначаются как «+» и «-» (выходы), а два без символов или указываются как «~» или «АС» (входы).
Диодный мост генератора автомобиля выглядит по-другому: это пара металлических электропроводящих пластин, на которых в определенной последовательности расположены диоды.
На мосту могут быть не только силовые, но и вспомогательные диоды:
Здесь зеленым помечены силовые диоды. Тестировать лучше все, тем более что сделать это не трудно.
Проверка исправности
Для проверки потребуется тестер. Современный тестер – это цифровой мультиметр, который имеет на своем переключателе режимов работы положение для проверки диодов. Оно промаркировано символом диода. Для стрелочных тестеров переключатель необходимо установить в положение 1 кОм. Проследите, чтобы батарейка в тестере была исправной перед измерениями. Выполняемая проверка невозможна без источника питания, каким является батарейка тестера.
Проверка мультиметром
На рисунке показана проверка диодов плюсовой шины. Мост на рисунке использован от четырехфазного генератора, но это нисколько не меняет принципа проверки. Красный провод подключается на клемму V мультиметра, а черный на клемму COM. Подключим зажимом “крокодил” красный провод к шине. Черным проводом со щупом начнем проверять диоды плюсовой шины, подключаясь на их аноды. Какие именно диоды проверять, мы уже знаем из описания устройства. Те, корпуса которых запрессованы в верхнюю шину. Что должен показывать прибор для каждого? Возможные варианты в таблице ниже:
Затем подключим к крокодилу черный провод, а красным щупом проверяем аноды. На этот раз, исправные диоды будут заперты обратным напряжением прибора, а показания будут точно такими, как в первой строке таблицы, то есть, для данного подключения диод будет “оборван”.
Аналогичным способом проверяются диоды отрицательной шины. Только потребуется соответственно изменить подключения: начинаем с подключения к шине черного провода, а затем переходим к красному.
Если хотя бы одно устройство окажется оборванным или пробитым, или хотя бы в обе стороны будет давать низкие показания, он неисправен и нуждается в замене.
Как проверить генератор мультиметром
Диодный мост генератора можно проверить мультиметром, но также можно также воспользоваться стендом, которым проверяли регулятор.
Но перед этим, прежде всего, не снимая выпрямительный мост с генератора, подсоедините красный провод тестера к клемме 30 генератора, а чёрный провод — к корпусу. Режим работы тестера выставьте на прозвонку (иконка диода). Если его нет, то ставьте на 1−2 кОм. Мультиметр должен показывать бесконечность. Если показания другие, диодный мост неисправен.
Затем проверьте выпрямители тока на пробой. Положительный (красный) щуп оставьте на клемме 30, отрицательным коснитесь болтов крепления моста по очереди. Дисплей мультиметра во всех случаях должен выдавать бесконечность, любые другие означают пробой.
Далее положительный щуп подсоедините к болтам крепления моста, а отрицательный к корпусу генератора. В этом случае тестер также должен выдавать бесконечность.
Но на практике такой проверки чаще всего бывает недостаточно. В большинстве случаев требуется более детально прозвонить генератор.
Тщательная прозвонка
Для этого открутите крепёжные болты выпрямительного блока, отсоедините медные провода обмотки статора и снимите диодный мост с генератора. Теперь можно проверить индивидуально каждый полупроводник. Перед проверкой желательно промыть стабилизатор проточной водой, используя щётку средней жёсткости, а затем тщательно высушить. Для быстрой сушки вполне подойдёт фен для волос.
Один из щупов тестера закрепите на диодной пластине, второй подсоедините к центральному выводу каждого диода, закреплённого на этой пластине. Затем поменяйте щупы местами. В одном случае мультиметр должен показать бесконечность, в другом — номинальное сопротивление, равное примерно 570−590 Ом. Выпрямители считаются неисправными, если:
- В первом и втором замере (когда сменили полярность) показания мультиметра одинаковы;
- Сопротивление диодов больше или меньше номинальных значений.
Со второй пластиной диодного моста произведите те же действия. Если обнаружена неисправность одного или нескольких диодов, проще будет заменить выпрямительный блок целиком. Правда, попадаются умельцы, которые меняют вышедшие из строя диоды по отдельности, но такая работа требует определённого навыка и сноровки.
Проверка обмоток якоря и статора
При дальнейшей проверке требуется полностью разобрать генератор. В первую очередь визуально проверьте якорь. Кольца щёток не должны иметь почернений, сколов и износа беговых дорожек. Почернения и небольшой износ можно зачистить наждачной шкуркой-нулевкой. Кольца, имеющие глубокие канавки, нужно заменить или — если позволяет толщина колец — проточить на токарном станке.
Обмотка якоря не должна явно пахнуть гарью. Цвет обмотки должен быть однородным, не иметь повреждений и разрывов. Для проверки обмотки якоря на обрыв понадобится мультиметр. Выставьте режим работы на прозвонку или замер сопротивления и подсоедините щупы к щёточным кольцам. Сопротивление обмотки должно быть в пределах 3−5 Ом. Затем один щуп оставьте на кольце, другой соедините с корпусом. Дисплей мультиметра должен показать бесконечность.
Статор генератора диагностируется после извлечения из корпуса. В первую очередь проведите визуальный осмотр. Не должно быть видимых повреждений проволоки и её изоляции. Затем провод тестера соедините с корпусом статора. Вторым проводом коснитесь выводов по очереди. Их всего три. Тестер должен быть в режиме прозвонки. Если на дисплее бесконечность, то это говорит об исправности статора.
Дальнейшая проверка состоит в диагностике обмоток. Сопротивление всех трёх обмоток должно быть одинаковым.
Перед сборкой генератора нужно проверить и при необходимости заменить подшипники. При проворачивании они не должны подклинивать или издавать скрипящий звук. Это говорит о том, что они сильно изношены и вскоре они выйдут из строя. Поэтому их лучше сразу заменить.
Чем вызвана необходимость замены диодов
Кто-то скажет, что гораздо проще взять и заменить диодный мост полностью. Однако стоимость диодного моста для иномарки варьируется от 1000 до 4000 руб., иногда цена еще выше. Зависит от марки машины, типа генератора, аналог это или оригинал. Новый диодный мост или по контракту. Заказали диодный мост по интернету, думали он новый и оригинал, а недобросовестный кладовщик положил в вашу посылку китайский аналог. Пойди разберись сразу.
Многие, заменив диодный мост на своем генераторе, предпочитают не выбрасывать старый, а отремонтировать его и оставить у себя в загашнике.
Вопрос в том, что не каждый самостоятельно может выпаять негодный диод и запрессовать новый. Лучше всего обратиться к услугам профессиональных мастеров на СТО. Процесс ремонта диодного моста отлажен и не займет много времени.
Например, в автомастерских , что в Люберцах, ремонт диодного моста обойдется всего в 800 руб. За эту символическую сумму вы получаете надежный и испытанный «родной» диодный мост, тем более что в компании действует накопительная система скидок, так что есть все шансы получить диодной мост еще дешевле. Более подробно о ценах на смотрите в прайсе.
Полезные советы
Как показывает практика, часто выгорает диодный мост генератора именно в результате неосмотрительности самого владельца автомобиля. Если имеет место неправильное подключение клемм аккумулятора, запредельно высокая нагрузка на генератор, тогда диоды горят быстро.
Также важно понимать, что активная эксплуатация автомобиля, в результате чего на генератор попадает грязь и вода, не добавляет ресурса диодному мосту. В результате, чтобы увеличить срок службы, нужно правильно мыть двигатель, соблюдать правила подключения клемм к аккумулятору, уметь прикуривать автомобиль и т.д.. В случае, когда нового диодного моста нет, тогда решение – замена вышедших из строя отдельных элементов
Для замены нужен мощный паяльник, а также заведомо исправные диоды в запасе
В случае, когда нового диодного моста нет, тогда решение – замена вышедших из строя отдельных элементов. Для замены нужен мощный паяльник, а также заведомо исправные диоды в запасе.
Обратите внимание, сразу выполнять замену всего диодного моста также не всегда целесообразно. Если генератор служит давно, тогда оптимально менять диодный мост в сборе, однако это будет более затратным решением.. В случаях, когда генератор не старый, а поломка произошла по причине случайной ошибки самого владельца (например, после прикуривания авто), можно ограничиться только ремонтом генератора
Зачастую, в этом случае не следует опасаться, что другие диоды также начнут быстро выгорать (при условии соблюдения правил во время дальнейшей эксплуатации)
В случаях, когда генератор не старый, а поломка произошла по причине случайной ошибки самого владельца (например, после прикуривания авто), можно ограничиться только ремонтом генератора. Зачастую, в этом случае не следует опасаться, что другие диоды также начнут быстро выгорать (при условии соблюдения правил во время дальнейшей эксплуатации).
Как выполняется замена
Допустим, проверка диодного моста показала, что есть проблема. Необходимо отсоединить все провода от генератора, снять и разобрать устройство. В некоторых моделях деталь крепится непосредственно к агрегату болтами, но встречаются устройства, в которых для доступа к выпрямителю необходимо снять корпус.
Далее в рамках ремонта заменяют неисправные диоды — если это экономически целесообразно и в продаже трудно найти нужную модель генератора. Либо целиком меняют компонент. По завершении работ на стенде с помощью мультиметра проверяется исправность компонента и электрики в целом, выполняется сборка и установка детали на автомобиль.
Проверку диодного моста можно сделать самому, если есть время и навыки разборки генератора. Но даже после проверки и обнаружения неисправных диодов потребуется подобрать и корректно установить новый элемент вместо неисправного. Помните, что неисправный генератор может стать причиной выхода из строя дорогого электрооборудования, короткого замыкания и самовозгорания машины. Поэтому лучше доверять ремонт и диагностику мастерам автосервиса, которые точно смогут прозвонить правильно!
Основные выводы
Варианты, как проверить диод мультиметром, довольно просты и доступны даже непрофессионалам.
- Перед проверкой необходимо определить тип полупроводника.
- Для дома удобнее приобрести цифровой мультиметр с более точными измерениями.
- Новейшие модели тестеров снимают сразу несколько параметров.
- При проведении проверки необходимо следить за правильным поднесением щупов к соответствующим электродам.
- Оценка работоспособности дается на основе 2-ух параметров: соответствии величины напряжения типу диодов при прямом подключении и нулевом значении при обратном.
- Произвести проверку можно не выпаивая полупроводник.
Главное, в ходе процедуры правильно произвести все подключения и верно истолковать полученные данные. Это позволит вовремя произвести замену комплектующей и решить проблему в кратчайший срок и с минимальными затратами.
Выпрямительный блок генератора (диодный мост) автомобиля предназначен для преобразования переменного тока, вырабатываемого генератором, в постоянный с дальнейшей подачей его в бортовую сеть и на зарядку аккумуляторной батареи. Неисправность диодного моста (короткое замыкание, обрыв или «пробой») является причиной исчезновения или уменьшения выдаваемого им тока.
Исправный диод проводит ток только в одном направлении и никак в другом. Если он пропускает ток в обеих направлениях, налицо неисправность — короткое замыкание (диод «пробит»). Если он вообще не пропускает ток ни в каком направлении, налицо другая неисправность — «обрыв». От этого и будем отталкиваться при проведении проверки.
Проверить исправность диодного моста в домашних условиях можно с помощью обычного мультиметра в режиме «прозвонки диодов». Однако, хотя этот способ и проще, но не такой надежный, так как прибор дает совсем небольшие токи нагрузки и неисправный диод можно просто не определить.
Поэтому, диоды следует проверять под нагрузкой, например, с помощью контрольной лампы в несколько ватт — чем больше, тем лучше. Для этого воспользуемся обычной автомобильной лампочкой 12В мощностью 21 Вт, источником тока послужит аккумуляторная батарея. К плюсовой «+» клемме последовательно подключаем лампу с плюсовым проводом, к минусовой «-» клемме минусовой провод. При замыкании проводов лампа загорается.
1. Для начала, проверим диодный мост на короткое замыкание между пластинами.Прижимаем положительный «+» провод к верхней пластине, а отрицательный к нижней. Если лампа не загорелась, то короткое замыкание отсутствует.
*При смене полярности лампа должна загореться, так как ток от нижней пластины свободно проходит через отрицательный и положительный диоды к верхней пластине — цепь замыкается.
2. Проверим положительные диоды на «пробой» и обрыв.Положительный «+» провод прижимаем к верхней пластине, отрицательный «-» поочередно к точкам соединения диодов.
Если диоды исправны, то лампочка не загорается. При смене полярности лампочка загорается — обрыва нет.
3. Проверим отрицательные диоды на «пробой» и обрыв.Отрицательный «-» провод прижимаем к нижней пластине, положительный «+» поочередно к точкам соединения диодов.
Если диоды исправны, то лампочка не загорается. При смене полярности лампочка загорается — обрыва нет.
4. Проверяем дополнительные диоды на «пробой» и обрыв.Прижимаем положительный «+» провод к входу «61» генератора. Отрицательный «-» провод поочередно к точкам соединения диодов.
Если диоды исправны, то лампочка не загорается. При смене полярности лампочка загорается — обрыва нет.
Кроме исправности и неисправности диодов с помощью мультиметра косвенно мы можем определить их качество. Для этого переводим прибор в режим «прозвона диодов» или измерения сопротивления 2000 Ом и проверяем каждый диод.
Он должен показать сопротивление порядка 400-700 Ом, при этом различие в показаниях между тремя диодами не должно превышать 5 Ом. Если какой-либо из диодов показывает значительную разницу, то диодный мост может работать неправильно и его лучше заменить.
Более подробная проверка диодного моста проводится на специальном стенде при помощи осциллографа.
