Próbálkozzunk az egyen-rángatókkal...
Zsigó Zsolt
2003/05/27 13:22
1308 megtekintés
A cikk már legalább egy éve nem frissült, az akkor még aktuális információk lehet, hogy mára elavultak.
Minden elektronikus készüléknek tápáramellátásra van szüksége. Nagyobb teljesítményigénynél a telepek használata gazdaságtalan, ilyenkor az egyenfeszültséget hálózati transzformátorral és egyenirányítóval állítjuk elő. Az egyenirányítók lelke a félvezető technológia talán egyik legkorábbi terméke a dióda.

Ismerkedjünk a diódákkal

Fontos figyelmeztetés: E mérés elvi alapjai sokkal részletesebben megtalálhatóak bármelyik szakkönyvben, vagy tankönyvben! Rövid elméleti összefoglalónk célja csupán annyi, hogy felsorolja a téma ismeretéhez nélkülözhetetlen fogalmakat.


A félvezető diódák az áramot mindig egy irányban engedik átfolyni. Két kivezetésük van, amelyet A anódnak , K katódnak nevezünk. A dióda rajzjele - feltüntetve az anódot és a katódot - az alábbi ábrán látható.

Ha a diódára UAK>0 pozitív feszültséget kapcsolunk, akkor áteresztő irányban működik. UAK<0 negatív feszültségnél a dióda lezár. A visszáram néhány nagyságrenddel kisebb, mint a nyitóirányú áram.

A diódák jellemző adatai

A dióda statikus működési jellemzőit az I=(UAK) karakterisztika (1.ábra) egyértelműen leírja. A nyitóirányú áram már kis pozitív UAK feszültségnél is nagy. A nyitóirányú áram nem léphet túl egy meghatározott Imax értéket, mert a dióda tönkremegy. 1. ábra

A karakterisztika egyik jellemző pontja annál az UF nyitófeszültségnél van, ahol az áram 0,1 Imax nagyságrendű. Az UF feszültség Ge diódáknál 0,2...0,4V, Si diódáknál 0,5...0,8V -s tartományban van (2.ábra). 2. ábra

Az Uny feszültségértékkel általában a dióda karakterisztika töréspontjához tartozó nyitófeszültséget definiálják. A valóságban a nyitóirányú áram- feszültség karakterisztikáknak nincs töréspontja. Ez csupán az exponenciális függvény lineáris ábrázolási módja miatt látszik így. Helye a lépték megválasztásától függ.

Az egyenirányítás

A 3. ábra a váltakozó feszültség egyenirányításának legegyszerűbb módszerét szemlélteti, ahol egy diódán keresztül töltünk fel egy kondenzátort. 3. ábra

Ez az úgynevezett csúcs-egyenirányító kapcsolás. (Néha egyutas egyenirányítóként is emlegetik.)

Hogyan működik?

Működése két részre bontható az Ug szinuszos generátorfeszültség és Uki viszonyától függően:

  • Ug > Uki ( Ug >> 0) : Amennyiben a bemeneti feszültség nagyobb a kimeneti feszültségnél, a dióda nyitva van. A rajta átfolyó áram részben a kondenzátort tölti fel, részben pedig az Rt fogyasztót táplálja.
  • Ug < Uki : A dióda lezár, szakadásként viselkedik. (A rajta visszafelé folyó áramot elhanyagoljuk, mert nagyságrendekkel kisebb a többi áramnál.) Ekkor a feltöltött kondenzátor magára marad és a munkaellenálláson keresztül kisül. Az Rt így ismét áram folyik és megkezdődik az előző ciklusban feltöltődött kondenzátor kisütése..

Az így nyert egyenfeszültség rendszerint a hálózatból származóan búgófeszültséget (brummot ) is tartalmaz (4. ábra), ráadásul értéke terhelésváltozás, valamint hálózati feszültségingadozás hatására is változik. Ezért többnyire a tápegységekben feszültségstabilizátort is szoktak használni, ami az egyenfeszültség nagyobb változásait kiegyenlíti.

Javaslat a kísérlet kivitelezésére

Készítsük el az áramkört a kapcsolási rajzunknak megfelelően, hagyományainkat követve légszereléssel (5. ábra). Diódaként tetszőleges típust felhasználhatunk. Az ábrán azért szerepel BAY 46, mert az én fiókomban ilyen akadt. Az egyik mérőzsinórral csatlakozzunk a hangkártya hangszóró kimenetéhez . Erről a kimenetről vehetjük le a generátor programból a szinuszos jelet. 5. ábra

Amennyiben a jel amplitúdója kicsinek bizonyulna, akkor transzformáljuk fel a szükséges szintre (kb. 1V). Egy másik mérőzsinórral csatlakozzunk a hangkártya Line In bemenetéhez és a dióda anódjához, valamint a katódjához. A mérési eredményt a 6. ábrán láthatjuk. 6. ábra

Csatlakozz hozzánk!

Ajánljuk

European Schoolnet Academy Ingyenes online tanfolyamok tanároknak
School Education Gateway Ingyenes tanfolyamok és sok más tanárok számára
ENABLE pilot Program iskoláknak a bullying ellen
eBiztonság Minősítés Minősítési rendszer oktatási intézményeknek