Перейти к содержанию

Можно ли подать постоянное напряжение на диодный мост?

Обновлено Редакция GAW

Мост из четырёх диодов пропускает ток при любой полярности: при одной открыты одна пара диодов, при другой — вторая, а выход всегда остаётся с правильной полярностью. На постоянном напряжении ток всё время идёт через одну и ту же пару.

Полярность на входеРаботают диодыНапряжение на выходе
прямаяпервая параUвх − 2·VF
обратнаявторая параUвх − 2·VF

Сколько теряется

Ток проходит последовательно через два диода, поэтому выход меньше входа на два прямых падения, а в тепло уходит

P=2⋅VF⋅I=2⋅1,0 В⋅3 А=6 Вт.P = 2 \cdot V_F \cdot I = 2 \cdot 1{,}0\ \text{В} \cdot 3\ \text{А} = 6\ \text{Вт}.

Это оценка сверху для моста GBU4 при токе 3 А — наибольшем, который Vishay допускает без радиатора: прямое падение на его диоде не больше 1,0 В при 4 А. Вход 12 В даст на выходе не меньше 10 В.

Чем постоянный ток отличается от переменного

Суммарные потери те же, что при выпрямлении переменного тока с тем же током нагрузки, — разобраны в ответе «Почему греется диодный мост?». Но на переменном токе пары диодов работают по очереди, и средний ток каждого диода — половина тока нагрузки. На постоянном два работающих диода проводят весь ток всё время, а два других простаивают, поэтому тепло выделяется в половине кристаллов моста. Ток для моста при постоянном питании выбирают с запасом.

Закрытые диоды при этом держат почти всё входное напряжение: оно должно быть меньше допустимого постоянного обратного напряжения — 50 В у GBU4A, 1000 В у GBU4M. Почему у разных диодов разное прямое падение, объясняет статья «Диоды», а проверить мост мультиметром — по одному диоду — поможет ответ «Как проверить диод мультиметром?». Где потери важны, диоды заменяют транзисторами — это синхронное выпрямление.

Похожие вопросы

Зачем ставить диодный мост на входе устройства с постоянным питанием?

Чтобы устройство работало при любой полярности подключения. Так сделаны, например, питаемые устройства PoE: TI показывает в них диодные мосты на входе. Цена — падение напряжения на двух диодах и тепло, которое они выделяют.

Каким должно быть обратное напряжение моста на постоянном токе?

Не меньше входного напряжения с запасом: закрытые диоды моста держат почти всё входное напряжение. У GBU4A наибольшее постоянное обратное напряжение 50 В, у GBU4D — 200 В, у GBU4M — 1000 В.

Как уменьшить потери в мосте на постоянном токе?

Взять мост из диодов Шоттки — у них падение меньше — или контроллер идеального моста вроде TI LM74680, который заменяет диоды транзисторами MOSFET. Он работает и от постоянного напряжения, а потери у него определяются сопротивлением открытых транзисторов.

Источники

  1. Vishay. GBU4A … GBU4M: Glass Passivated Single-Phase Bridge Rectifier (Document Number 88614, revision 13-Jul-2020) — наибольшее постоянное обратное напряжение VDC: GBU4A — 50 В, GBU4B — 100 В, GBU4D — 200 В … GBU4M — 1000 В; средний выпрямленный ток 4,0 А при корпусе до 100 °C на радиаторе и 3,0 А в воздухе 40 °C без радиатора; прямое падение на диод не больше 1,0 В при 4,0 А; кристалл до 150 °C
  2. Vishay. How to Calculate Power Losses in Gen 5 Diodes (Application Note, Document Number 98280, revision 06-May-2022) — в полном мостовом выпрямителе средний ток каждого диода равен половине выходного тока; потери проводимости определяются прямым напряжением диода и его током
  3. Texas Instruments. Achieve Low Loss Rectification Using TI's Diode Bridge Controllers (SLUAB04, April 2025) — питаемое устройство PoE ставит на входе диодные мосты, и они теряют на двух диодах; контроллер моста LM74680 работает от постоянного напряжения до 1 кГц и заменяет диоды MOSFET с падением I·RDS(on)

Нашли ошибку?

Смотрите также