Радиаторы для диодов д242 своими руками

Добавил пользователь Skiper
Обновлено: 19.09.2024

Предлагаю вашему вниманию простое зарядное устройство с использованием тиристора, которое под силам собрать своими рукамидаже начинающему радиолюбителю. Его можно использовать как самостоятельное устройство, так и в дополнение к существующему зарядному устройству, так как в схеме реализовано несколько типов защит.
Имеется защита от короткого замыкания, так как без подключённого аккумулятора на выходе отсутствует выходное напряжение. Так же устройство не выйдет из строя при неправильном подключении батареи, транзистор откроет тиристор только при правильном подключенииаккумулятора.
Трансформатор берём готовый или мотаем сами, мощностью 150-200 ватт, вторичная обмотка с напряжением 16-19 вольт. Вместо указанных на схеме тиристора и транзистора можно поставить соответственно КУ202 с любым буквенным индексом и КТ815. Резистором R4 подбирают минимальное напряжение включения зарядки, схема рассчитана на аккумуляторную батарею 12 вольт. Перед включением обязательно проверить правильность монтажа. Рекомендую, отличная вещь против ошибок.

По желанию, на выходе схемы к АКБ, можно добавить вольтметр и амперметр. Вольтметр подключается параллельно нагрузке, а амперметр последовательно, через линию "+".

Диодный мост рекомендую выполнить на диодах Д242

Нажмите на изображение чтобы увеличить

Аналоги транзистора КТ815

Транзистор КТ 815 возможно заменить на отечественный аналог: КТ8272, КТ961, либо на его зарубежный аналог: BD135, BD137, BD139, TIP29A

Параметры КТ815 транзистора

Нажмите на изображение чтобы увеличить

Диод Д242, Параметры

Основные технические характеристики диодов Д242, Д242А, Д242Б:

Диод	Uпр/Iпр	Ioбр	t вос обр	Uобр max	Uобр имп max	Iпр max	Iпр имп max	Cд	fд max	Т
Диод	В/А	мА	мкс	В	В	А	А	пФ	кГц	°C
Д242	1,25/10	3	-	-	100	10	-	-	1,1	-60. +130
Д242А	1,0/10	3	-	-	100	10	-	-	1,1	-60. +130
Д242Б	1,5/5	3	-	-	100	5	-	-	1,1	-60. +130

Аналоги тиристора КУ 202

Зарубежными аналогами тиристора КУ202Н являются ВТХ32S100, H20T15CN, 1N4202. Зарубежные производители не выпускают устройств таких же геометрических размеров, что и КУ202Н, поэтому нужно будет изменить место под монтаж устройства. Следует также учитывать, что их параметры могут незначительно отличаться от рассматриваемого тиристора, например, средний ток может быть равен 7,5 А.

Кроме иностранных устройств можно использовать российский аналог — Т112-10. Как и КУ202Н он имеет металлический корпус и анодный выход под резьбу. Однако его размеры меньше, поэтому монтажное место все равно придется изменить.

Маленький вопрос по рассеиваемой мощности диодов.

Никто не знает, случайно, тепловое сопротивление корпус-среда диодов типа КД213, 2997 - оранжевые таблетки такие?
Чего-то не найти никак толкового мануала, все какие то чипо-дипы попадаются, с инфой только вроде ток/напряжение/цена
Интересует, какой средневыпрямленный ток можно брать с питателя на таких диодах, если пользовать диоды без радиаторов.

Уж очень много неизвестных. Тепловое сопротивление корпус-среда сильно зависит от расположения, конвекции и т.п. Можно диод поставть металлом вверх, можно на торец. У меня нормально при стоянии на торце выпрямляли 2А. Если надо больше, то можно прижать к большим заливкам на плате, они так же работают как радиаторы.

Оценочно, один такой корпус в хорошо прогретой конструкции может рассеять 0,7. 0,8 Вт. В не очень горячем - до 1 Вт.

Для этого нужны жалюзи сверху и снизу, над и под диодами.

В таких условиях у меня в усилителе транзисторы в корпусе ТО-92 рассеивают по 350 мВт. Их поверхность нагревается до 75 градусов.

Костя, а сколько у них температура ориентировочно была?
Я тут с диодными мостами (с охлаждением) сильно не подумал. Сделал мосты, а охлаждение не предусмотрел. И места в корпусе уже практически не осталось. Плата стоит вертикально, т.е. диоды получаются на торце, но металлом к плате, зазоры около 1мм. И фольги нет, лень было возится с печаткой, просто кусок текстолита, а соединения все их выводами сделаны.
Я тут нагрузил одно плечо 6А током, так за минуту раскалились, что палец невозможно держать ( если сбоку пальцем к металлической стороне подлезть), керамика на ощупь градусов 40 ( не успевает прогрется ).
Хотя реально это мосты для питания усилителя в АБ но с большим током покоя (около 2х ампер в покое), но при переходе в АБ возможен ток до 5А в пике макс. выходной мощности.
Вот и думаю, может переделать, как-нибудь на пластину металлическую через слюду прижать. А ее в свою очередь к шасси.
ИГВИН,

Т.е. грубо говоря, не более 1А средневыпрямленного тока с такого БП с таким мостом, и при этом еще и конвекция должна быть.

Выбор диодов

Прошу совета. В блоке питания с регулировкой напряжения и тока стоит мост KBPC2506 - 600В-25А. Под нагрузкой 6А минут через 10 нагревается так, что уже палец не удержать, несмотря на то, что привинчен через термопасту к металлическому корпусу приличных размеров. Вентилятора нет.
Предполагается использовать БП для зарядки автомобильного аккумулятора.
Пробовал диоды типа Д242 (без радиаторов) - то же самое.
Все диоды проверены.
Мост питает DC-DC преобразователь на XL4016 (пошёл по лёгкому пути)!
Существуют ли диоды (или мост) которые можно использовать без радиатора? Что посоветуете?

mni 73 fm UA1ADF

Нет, на такие выпрямленные токи в любом случае нужен радиатор.
В Вашем конкретном случае нужно искать диодные сборки на диодах Шоттки, но и для них нужен небольшой радиатор. Посмотрите ассортимент (как пример) сборок из двух диодов (более доступны, чем мосты и бОльший выбор по напряжению и току), например тут: Z-Rec SiC
73!

В 78 году, собрал зарядное устройство.
Супер диодов тогда днём с огнём.
Поставил по 4 диода в плече Д305.
Что только за эти годы соседи и племяши
не вытворяли с ним.
Радиаторов нет, диоды не греются.
И если бы не Вы, не вспомнил бы.
Спасибо что заставили вспомнить.

А резьба М20 сделана для удобства монтажа? Не вводите людей в заблуждение.

Есть. У них нет крепления на охладитель. Например, КД503, 1N4007
Корпус стальной? Если да, то он как охладитель очень плох.

По 6 шт 1N4007 в параллель поставить и посмотреть что получится.

Никакого заблуждения, Александр. На подобных диода делал когда-то зарядные устройства. У нас их было полно на работе. Были и радиаторы к ним с резьбой. Без радиатора делали так: сверлили в текстолите отверстие и метчиком нарезали резьбу. Бывало обходились и без него если сделать отверстие немного поменьше резьбы, то потом диод закручивается в него гаечным ключом. только текстолит надо брать потолще. Можно ещё что-то придумать. Какой ни будь хомут на резьбу. В общем могут быть варианты. Конечно при массовом производстве это не катит но при штучном все средства хороши.
Самое главное, что диоды эти не убиваемые для таких устройств и можно обходится без радиатора.

Выпрямительный диод – это полупроводниковый диод, предназначенный для преобразования переменного тока в постоянный. Однако, это далеко не полная область применения выпрямительных диодов: они широко используются в цепях управления и коммутации, в схемах умножения напряжения, во всех сильноточных цепях, где не предъявляется жестких требований к временным и частотным параметрам электрического сигнала.

Общие характеристики выпрямительных диодов.

В зависимости от значения максимально допустимого прямого тока выпрямительные диоды разделяются на диоды малой, средней и большой мощности:

малой мощности рассчитаны для выпрямления прямого тока до 300mA;
средней мощности – от 300mA до 10А;
большой мощности — более 10А.

По типу применяемого материала они делятся на германиевые и кремниевые, но, на сегодняшний день наибольшее применение получили кремниевые выпрямительные диоды ввиду своих физических свойств.

Кремниевые диоды, по сравнению с германиевыми, имеют во много раз меньшие обратные токи при одинаковом напряжении, что позволяет получать диоды с очень высокой величиной допустимого обратного напряжения, которое может достигать 1000 – 1500В, тогда как у германиевых диодов оно находится в пределах 100 – 400В.

Работоспособность кремниевых диодов сохраняется при температурах от -60 до +(125 — 150)? С, а германиевых – лишь от -60 до +(70 – 85)? С. Это связано с тем, что при температурах выше 85? С образование электронно-дырочных пар становится столь значительным, что происходит резкое увеличение обратного тока и эффективность работы выпрямителя падает.

Технология изготовления и конструкция выпрямительных диодов.

Конструкция выпрямительных диодов представляет собой одну пластину кристалла полупроводника, в объеме которой созданы две области разной проводимости, поэтому такие диоды называют плоскостными.

Технология изготовления таких диодов заключается в следующем:
на поверхность кристалла полупроводника с электропроводностью n-типа расплавляют алюминий, индий или бор, а на поверхность кристалла с электропроводностью p-типа расплавляют фосфор.

Под действием высокой температуры эти вещества крепко сплавляются с кристаллом полупроводника. При этом атомы этих веществ проникают (диффундируют) в толщу кристалла, образуя в нем область с преобладанием электронной или дырочной электропроводностью. Таким образом получается полупроводниковый прибор с двумя областями различного типа электропроводности — а между ними p-n переход. Большинство распространенных плоскостных кремниевых и германиевых диодов изготавливают именно таким способом.

Для защиты от внешних воздействий и обеспечения надежного теплоотвода кристалл с p-n переходом монтируют в корпусе.
Диоды малой мощности изготавливают в пластмассовом корпусе с гибкими внешними выводами, диоды средней мощности – в металлостеклянном корпусе с жесткими внешними выводами, а диоды большой мощности – в металлостеклянном или металлокерамическом корпусе, т.е. со стеклянным или керамическим изолятором. Пример выпрямительных диодов германиевого (малой мощности) и кремниевого (средней мощности) показан на рисунке ниже.

Кристаллы кремния или германия (3) с p-n переходом (4) припаиваются к кристаллодержателю (2), являющемуся одновременно основанием корпуса. К кристаллодержателю приваривается корпус (7) со стеклянным изолятором (6), через который проходит вывод одного из электродов (5).

Маломощные диоды, обладающие относительно малыми габаритами и весом, имеют гибкие выводы (1) с помощью которых они монтируются в схемах.
У диодов средней мощности и мощных, рассчитанных на значительные токи, выводы (1) значительно мощнее. Нижняя часть таких диодов представляет собой массивное теплоотводящее основание с винтом и плоской внешней поверхностью, предназначенное для обеспечения надежного теплового контакта с внешним теплоотводом (радиатором).

Электрические параметры выпрямительных диодов.

У каждого типа диодов есть свои рабочие и предельно допустимые параметры, согласно которым их выбирают для работы в той или иной схеме:

Iобр – постоянный обратный ток, мкА;
Uпр – постоянное прямое напряжение, В;
Iпр max – максимально допустимый прямой ток, А;
Uобр max – максимально допустимое обратное напряжение, В;
Р max – максимально допустимая мощность, рассеиваемая на диоде;
Рабочая частота, кГц;
Рабочая температура, С.

Здесь приведены далеко не все параметры диодов, но, как правило, если надо найти замену, то этих параметров хватает.

Схема простого выпрямителя переменного тока на одном диоде.

Разберем схему работы простейшего выпрямителя, которая изображена на рисунке:

На вход выпрямителя подадим сетевое переменное напряжение, в котором положительные полупериоды выделены красным цветом, а отрицательные – синим. К выходу выпрямителя подключим нагрузку (Rн), а функцию выпрямляющего элемента будет выполнять диод (VD).

При положительных полупериодах напряжения, поступающих на анод диода диод открывается. В эти моменты времени через диод, а значит, и через нагрузку (Rн), питающуюся от выпрямителя, течет прямой ток диода Iпр (на правом графике волна полупериода показана красным цветом).

При отрицательных полупериодах напряжения, поступающих на анод диода диод закрывается, и во всей цепи будет протекать незначительный обратный ток диода (Iобр). Здесь, диод как бы отсекает отрицательную полуволну переменного тока (на правом графике такая полуволна показана синей пунктирной линией).

В итоге получается, что через нагрузку (Rн), подключенную к сети через диод (VD), течет уже не переменный, поскольку этот ток протекает только в положительные полупериоды, а пульсирующий ток – ток одного направления. Это и есть выпрямление переменного тока.

Но таким напряжением можно питать лишь маломощную нагрузку, питающуюся от сети переменного тока и не предъявляющую к питанию особых требований, например, лампу накаливания.
Напряжение через лампу будет проходить только во время положительных полуволн (импульсов), поэтому лампа будет слабо мерцать с частотой 50 Гц. Однако, за счет тепловой инертности нить не будет успевать остывать в промежутках между импульсами, и поэтому мерцание будет слабо заметным.

Если же запитать таким напряжением приемник или усилитель мощности, то в громкоговорителе или колонках мы будем слышать гул низкого тона с частотой 50 Гц, называемый фоном переменного тока. Это будет происходить потому, что пульсирующий ток, проходя через нагрузку, создает в ней пульсирующее напряжение, которое и является источником фона.

Этот недостаток можно частично устранить, если параллельно нагрузке подключить фильтрующий электролитический конденсатор (Cф) большой емкости.

Заряжаясь импульсами тока во время положительных полупериодов, конденсатор (Cф) во время отрицательных полупериодов разряжается через нагрузку (Rн). Если конденсатор будет достаточно большой емкости, то за время между импульсами тока он не будет успевать полностью разряжаться, а значит, на нагрузке (Rн) будет непрерывно поддерживаться ток как во время положительных, так и во время отрицательных полупериодов. Ток, поддерживаемый за счет зарядки конденсатора, показан на правом графике сплошной волнистой красной линией.

Диодный мост.

Диодный мост – это небольшая схема, составленная из 4-х диодов и предназначенная для преобразования переменного тока в постоянный. В отличие от однополупериодного выпрямителя, состоящего из одного диода и пропускающего ток только во время положительного полупериода, мостовая схема позволяет пропускать ток в течение каждого полупериода. Диодные мосты изготавливают в виде небольших сборок заключенных в пластмассовый корпус.

Например. Вышел из строя один из диодов моста, если будет стоять сборка, то ее смело выкидываем, а если мост будет собран из четырех диодов прямо на плате — меняем неисправный диод и все готово.

На принципиальных схемах диодный мост обозначают включением четырех диодов в мостовую схему, как показано в левой части нижнего рисунка: здесь, диоды являются как бы плечами выпрямительного моста.
Такое графическое обозначение моста можно встретить еще в старых журналах по радиотехнике. Однако, на сегодняшний день, в основном, диодный мост обозначают в виде ромба, внутри которого расположен значок диода, указывающий только на полярность выходного напряжения.

Теперь рассмотрим работу диодного моста на примере низковольтного выпрямителя. В таком выпрямителе, с использованием четырех диодов, во время каждой полуволны работают поочередно два диода противоположных плеч моста, включенных между собой последовательно, но встречно по отношению ко второй паре диодов.

Со вторичной обмотки трансформатора переменное напряжение поступает на вход диодного моста. Когда на верхнем (по схеме) выводе вторичной обмотки возникает положительный полупериод напряжения, ток идет через диод VD3, нагрузку Rн, диод VD2 и к нижнему выводу вторичной обмотки (см. график а). Диоды VD1 и VD4 в этот момент закрыты и через них ток не идет.

В течение другого полупериода переменного напряжения, когда плюс на нижнем (по схеме) выводе вторичной обмотки, ток идет через диод VD4, нагрузку Rн, диод VD1 и к верхнему выводу вторичной обмотки (см. график б). В этот момент диоды VD2 и VD3 закрыты и ток через себя не пропускают.

В результате мы видим, что меняются знаки напряжения на вторичной обмотке трансформатора, а через нагрузку выпрямителя идет ток одного направления (см. график в). В таком выпрямителе полезно используются оба полупериода переменного тока, поэтому подобные выпрямители называют двухполупериодными.

И в заключении отметим, что работа двухполупериодного выпрямителя по сравнению с однопериодным получается намного эффективней:

1. Удвоилась частота пульсаций выпрямленного тока;
2. Уменьшились провалы между импульсами, что облегчило задачу сглаживания пульсаций на выходе выпрямителя;
3. Среднее значение напряжения постоянного тока примерно равно переменному напряжению, действующему во вторичной обмотке трансформатора.

А если такой выпрямитель дополнить фильтрующим электролитическим конденсатором, то им уже смело можно запитывать радиолюбительскую конструкцию.

Ну вот, мы с Вами практически и закончили изучать диоды. Конечно, в этих статьях дано далеко не все, а только основные понятия, но этих знаний Вам уже будет достаточно, чтобы собрать свою радиолюбительскую конструкцию для дома, в которой используются полупроводниковые диоды.

А в качестве дополнительной информации посмотрите видеоролик, в котором рассказывается, как проверить диодный мост мультиметром.

Читайте также: