Перейти к содержанию

Как рассчитать напряжение после диодного моста?

Обновлено Редакция GAW

Напряжение после моста зависит от того, стоит ли за ним конденсатор и есть ли нагрузка. Во всех случаях ток проходит через два диода моста, и на них теряется два прямых падения — у B40C1500G не больше 1,0 В на диод при 1,5 А.

Без конденсатора

После моста — пульсирующее напряжение, выпрямленные полуволны синусоиды. Его среднее значение:

Uср=22π⋅U∼−2VF≈0,9⋅12 В−2 В≈8,8 В.U_{\text{ср}} = \frac{2\sqrt{2}}{\pi} \cdot U_{\sim} - 2V_F \approx 0{,}9 \cdot 12\ \text{В} - 2\ \text{В} \approx 8{,}8\ \text{В}.

С конденсатором

Конденсатор заряжается до амплитуды — она в √2 раз больше действующего значения, которым подписан трансформатор, — и под нагрузкой разряжается между пиками на величину пульсаций:

Umax⁡=2⋅U∼−2VF≈17 В−2 В≈15 В,Umin⁡=Umax⁡−ΔU.U_{\max} = \sqrt{2} \cdot U_{\sim} - 2V_F \approx 17\ \text{В} - 2\ \text{В} \approx 15\ \text{В}, \qquad U_{\min} = U_{\max} - \Delta U.
Обмотка 12 ВНапряжение после моста
Без конденсатора, среднееоколо 9 В
С конденсатором, пикоколо 15 В
С конденсатором 5000 мкФ при 1 А, минимумоколо 13 В — пульсации 2 В
Без нагрузки, обмотка 15,7 В на холостом ходубольше 20 В

Пульсации и ёмкость для своего тока считает ответ «Как рассчитать конденсатор после диодного моста?». Напряжение обмотки на холостом ходу выше номинала — сколько именно, покажет калькулятор трансформатора. Как правильно подключить мост, — ответ «Как подключить диодный мост к трансформатору?», а почему падение на диоде зависит от тока, объясняет термин «Прямое напряжение».

Похожие вопросы

Почему после диодного моста напряжение больше, чем на трансформаторе?

Потому что трансформатор подписан действующим значением, а конденсатор после моста заряжается до амплитуды — в √2 ≈ 1,41 раза больше. От обмотки 12 В на конденсаторе около 17 В минус падение на двух диодах, то есть примерно 15 В.

Почему без нагрузки напряжение ещё выше?

Обмотки маломощных трансформаторов рассчитывают с запасом на падение напряжения под нагрузкой, поэтому без нагрузки их напряжение выше номинала: у трансформатора 12 В на 24 ВА по методике — около 15,7 В. Тогда на конденсаторе после моста может быть больше 20 В.

Откуда берётся 0,9 без конденсатора?

Это среднее значение выпрямленной синусоиды: среднее от |sin| за полупериод равно 2/π, а амплитуда в √2 раз больше действующего значения. 2·√2/π ≈ 0,9 — поэтому среднее напряжение после моста без конденсатора около 0,9 · U~ минус два диода.

Источники

  1. Vishay. B40C1500G … B380C1500G: Glass Passivated Single-Phase Bridge Rectifiers (Document Number 88501, revision 08-Jul-13) — двухполупериодный выпрямительный мост; прямое падение не больше 1,0 В на диод при 1,5 А; ток проходит через два диода
  2. А. В. Сериков. Расчёт трансформаторов малой мощности: учебное пособие. Комсомольск-на-Амуре: КнАГТУ, 2015 — витки вторичной обмотки увеличивают на падение напряжения под нагрузкой ΔU2, поэтому без нагрузки её напряжение выше номинального
  3. OpenStax. University Physics Volume 2, section 15.4: Power in an AC Circuit — действующее значение синусоиды — амплитуда, делённая на √2

Нашли ошибку?

Смотрите также