diode rapide în redresor

Mulți spun că numai diode Schottky pentru a fi utilizate în redresoare, amplificatoare. sau diode ultra-rapide ( „ultrarapide“ - în cazul în care este în limba rusă). Dacă ați pus de obicei diode „lent“, Marele Spirit Audiophile ofensat si un sunet bun nu se poate vedea! Din fericire pentru noi, Marele Spirit Audiophile poate răni numai cei care cred în el. Să încercăm să înțelegem necesitatea unor astfel de diode, fără a implica ezoterice, și cu ajutorul unei singure știință și tehnologie.

Singura afirmația făcută de o diodă, este faptul că acestea se închid încet, și, în același timp, prin intermediul lor, ca și în cazul în care fluxurile de curent inverse, evacuate condensatoare de filtrare. Ei spun că acest lucru este ca acest lucru, așa cum se arată în figura 1, cu o linie roșie.

Fig. 1. Linia roșie - curentul de descărcare de diode în cazul în care (dioda) se închide încet.

Numit cele două motive principale pentru fluxul de curent invers:

1. Absorbția de sarcină spațială în baza de diode în care dioda nu este încă închisă.

2. Capacitatea de încărcare părtinitoare invers n-p joncțiune când dioda este deja închisă.

Ne vom ocupa de ambele din aceste motive. Dar, mai întâi, să ne gândim la asta: dacă dioda ar curge un mare revers curent (chiar și la fel ca în figura 1), apoi condensatori de filtrare a fost evacuate imediat după însărcinarea lui și nici o tensiune nu s-ar fi întâmplat! Odată ce redresoare funcționează chiar și pe diode lente, descãrcati acest lucru nu este atât de mare și înfricoșător (și, într-un fel în metode de calcul profesionale redresori despre acest lucru este curentul invers nu spune nimic!).

Să începem cu experimentul - practica este cunoscut, - criteriul adevărului. Punerea unui circuit simplu redresor cu o diodă convențional „lent“ (Figura 2):

Fig. 2. Circuitul redresor.

Iată cum arată în realitate:

Fig. 3. Photo redresor.

Să ne uităm la un curent osciloscop prin dioda, curentul este destul de mare - amplitudinea maximă de 12 amperi, ceea ce corespunde cu dioda în sălbăticie:

Fig.4 de curent prin dioda.

nu a vazut ceva ce majoritatea acestor curenți de descărcare. Din motive de claritate, schimbarea la scară și se adaugă la linia de scanare forma de undă este vizibilă la zero, iar în cazul în care graficul se arunca cu capul în jos din cauza curentului de descărcare de gestiune, ar fi văzut în mod clar (Figura 5):

Figura 5. Același curent prin aceeași diodă.

Comparați Figura 1 și Figura 5. In realitate, îi lipsește partea care corespunde evacuarea curentului inversă a condensatorului dioda. Asta înseamnă că acest curent nu este deloc? Nu, curentul invers este, doar că el este atât de nefericit încât osciloscop său obișnuit pentru a detecta într-un astfel de experiment simplu nu este posibil (am făcut acest lucru în mișcare și să nu spun cum este posibil să se măsoare curentul de descărcare în redresor meu).

Să încercăm să dau seama ce fel de curent de descărcare va curge prin dioda și modul în care această condensatori de curent să se descarce. Eu folosesc un calcul simplificat, deoarece calculul corect completă nu se poate face fără Integrale și alte matematici superioare. Simplificând foarte mult să reducă precizia (și supraestimează rezultatele!), Dar numerele de ordine va fi mai mult sau mai puțin adevărat, și vom vizualiza.

Pentru simplificare, să calculeze straightener mea că am cercetat.

Resorbția de sarcină spațială în baza de diode prin care rămâne de ceva timp în stare deschisă. timp resorbția ia 10 microsecunde. Acesta este un timp foarte mare, iar majoritatea diodelor este considerabil mai mic. Principiul calculului este prezentat în Fig. 6.

Figura 6. Reverse curent diodă și tensiune inversă, provocând curentul.

Deci, pentru ceva timp dioda este deschisă într-o direcție înainte și duce mai departe curent. După aceea el ar trebui să închidă, pentru a nu pierde un curent invers. Cu toate acestea, dioda nu este blocat și începe un curent inversă pentru a trece, așa cum se arată în Figura 6 de mai jos linia roșie. Curentul curge în timp. resorbția timp egal, și anume ne = 10 microsecunde. Atunci când acest lucru se aplică la tensiunea inversă dioda, din cauza care, de fapt, fluxurile inverse curente (și din cauza ce altceva ar fi putut proceda?).

Dacă învățăm. va fi posibil să se identifice și să vorbească, și să vorbească, și știind timpul necesar - pentru a determina descărcarea condensator de filtrare.

Să mergem. Să vedem ce este de fapt - forma de undă reală în Figura 7 (o linie pe ea este destul de arbitrar):

Fig. 7. tensiune și curent a formelor de undă dioda cu constructele necesare.

Pentru a găsi timp, determinate unghiurile de fază. Ne găsim rate împărțirea pe orizontală 360 de grade = 50 diviziuni, o divizie înseamnă 7,2 grade. De la începutul până la sfârșitul perioadei curentului de scurgere de tensiune de diode:

Acesta este începutul dioda inversa curent. Curent invers durează = 10 microsecunde. Traduceți secunde în grade: o perioadă de undă sinusoidală 360 = 20 milisecunde și 10 microsecunde - H. Din proporții constată că X = 10 ms = 0,18 grade. În consecință, la sfârșitul curentului de scurgere inversă a diodei - 136.98 grade.

Astfel, - este diferența de tensiune între punctele „a“ și „b“ în figurile 6 și 7. Tensiunea la punctul „a“:

Tensiunea în „b“ punct:

Acum vom găsi curentul prin dioda. Rezistivitatea de volum a diodelor de putere Rb bază este aproximativ egală cu 0,05 ohmi. legea lui Ohm curent:

Și acum vedem cum condensatorul de filtrare este descărcată la un curent de descărcare de 1,6 A timp de 10 ms:

De fapt, condensatorul se va descărca mult mai puțin (datorită faptului că nici un curent în orice moment este maximă). Dar, de asemenea compară tensiunea de pe condensator încărcat = 28,2 volți și 1,6 mV acești săraci! Desigur, ei nu vor observa, pentru că este 0,006% din tensiunea pe condensator.

Deci, putem neglija descărcarea condensator la 0,006%? Cred că putem. Dacă dioda de aprovizionare cu timpul resorbția rapidă de 100 ns, atunci scade timpul de descărcare a condensatorului 100 și va fi egală cu 0,00006%. Win - bine, doar minunat. Și oamenii sunt încă argumentând ceea ce este mai bine diode - un timp de recuperare de 50 ns sau toate de aceeași culoare de 70 ns diode!

Care este simplificarea calculului? Aceasta este de fapt tensiunea inversă pe dioda este în creștere lentă, iar curentul invers este, de asemenea, în creștere lent și are aproximativ forma așa cum se arată în Fig. 6 (adică, este greșit să împartă tensiunea maximă pe rezistență). Prin urmare, curentul maxim va fi de fapt o dată la cinci sau zece mai mici decât ne-am gândit. Iar maximul nu va fi tot timpul, dar numai putin. Și de descărcare de gestiune condensator - va fi, de asemenea, mai puțin de câteva ori.

Curent invers prin dioda capacitate blocat.

Înainte de a vorbi despre curentul capacitiv, amintiți-vă că există un circuit de pod dioda (Figura 8), și are mai multe avantaje față de comun.

Figura 8. Dioda pod, condensatoare șunt.

În această schemă, capacitate de 30 de ori mai mare decât capacitatea de diode, prin urmare, curentul invers curge prin condensatori de 30 de ori (de exemplu, ca și în cazul în care curentul invers prin dioda capacitate crește până la 30 de ori), dar nici un motiv pentru care nu plânge pe această despre.

Dar avem doar o singură diodă, capacitate sa de aproximativ 300 pF. Pentru a determina dacă taxa de această capacitate „plantat“ filtru condensator, se folosește formula:

Apoi, având în vedere că tensiunea maximă condensator 28,2 V:

Acest lucru este de 1.000 de ori mai mică decât cea din cauza taxa de spațiu și o atenție plată minuscul, la toate imposibil! În mod similar, conectați condensatori în diode paralel, căderea de tensiune la condensator de filtrare 30 este de 50 mV - conectați condensatori pentru sănătatea ta!

Asta e tot. Nu există alte motive obiective, influența „lentoarea“ a operațiunii redresor cu diode nu există! (Cu excepția faptului că interferența sub circa care HF). Ce se gândește în prezent Audiophile Marele Spirit - suntem pe tambur, să discute rezultatele.

Deci, ce avem? Ordinare diode „lent“ nu condensatori semnificative pentru descărcarea și nu provoacă! Dar cum să fie cu afirmația: „Am înlocuit diode ultrarapide convenționale și amplificatorul sunat! „? Ei bine, în primul rând, aceasta este prima lege de auto-sugestie: „În cazul în care sistemul este de a înlocui chiar și cele mai mici tranzacții, sistemul va începe imediat să sune mai bine.“ Această lege explică 80% din toate sunetele noastre mai bine (atât de bine audibil la ureche). De fapt, nimic condensatori de descărcare teribil „lent“ diode nu se produce, și, prin urmare nu există nici o schimbare a sunetului din diodele de utilizare ultrarapide. Este toate povestile audiophile. De asemenea, - cel mai important - categoria de condensatoare de putere reduce numai tensiunea de alimentare! Ei bine, așa cum skazhestya sunet de calitate?

Există, de asemenea, o parte „viteză“ negativă a diodei. Descuierea / blocare diode cu impulsuri de curent creează margini destul de ascuțite, și creează astfel un spectru larg de zgomot care este emis fire redresor se extind la acesta din transformator și circuitul de extindere la condensatorul filtrului. Iar aceste obstacole se încadrează în amplificator și încărcate frecvențele sale înalte (până la sute de kilohertzi). Prin urmare, unii experți (de exemplu, Prof. Nikitin) recomanda chiar și pentru a conecta redresorul la un transformator, printr-o accelerație mică, ea va încetini procesul de diode deblocare / blocare și pentru a reduce interferența.

N-am nimic pentru a măsura de înaltă frecvență parte de zgomot, de joasă frecvență a spectrului care este redresor dioda meu curent - până la 20 kHz.

Fig. 9. Spectrul curentului diodei.

Red line - spectru de curent direct redresor și albastru - când dioda în serie cu bobina cu o inductanță mică, ceea ce reduce nivelul componentelor actuale RF precum și timpii sunt bine emiși în aer sub formă de interferență.

blocare diode Faster deblocare / „rapid“ va furniza impulsuri de curent cu margini ascuțite, și, prin urmare, spectrul zgomotului emis de redresor devine mai larg. Și cu acel zgomot va fi mai dificil de a lupta, dar o dată la putere, ei sunt mai puternici la suprasarcină el frecvențe mai mari decât în ​​cazul în care folosi diode „obișnuite“. Acest HF de suprasarcină (acum până la megaherți) dă semnalul amplificat la IMD, și poate fi bine vizibile la ureche ca o schimbare în sunet. De exemplu, în acest mod (prin amestecarea frecvența de eșantionare semnale ultrasonice) utilizate de către unii producători de CD playere de buzunar. Astfel, a crescut cantitatea de subiectiv frecvențe înalte și un „Tu“, numit chiar ceva de genul „de mare viu“. naturalețea sunetului scade efectiv.

Dar, de fapt, ea are propriile avantaje din utilizarea diode Schottky în redresoare. Faptul că scăderea înainte de tensiune în întreaga ei este mult mai mică decât în ​​diode convenționale cu n-p joncțiune, și, prin urmare, pierderea de tensiune în redresor va fi mai puțin stres și mai mult vor intra în amplificatoare de putere. În testul pe un circuit convențional redresor cu diode, cu un curent de 12 A a scăzut de 1,2 volți, în timp ce dioda Schottky - 0,6 volți. De aici pod dioda în primul caz a pierdut 2,4 V, iar al doilea este de numai 1,2 V. Spune: „Gândește-te un fleac, nonsens 1 volt!“. Nu este întotdeauna un fleac și nonsens. Dacă aveți tensiune amplificator de putere de alimentare + -60 de volți, atunci acest lucru este de 1 volt este într-adevăr un nonsens. Și dacă puterea este de + -24 Volt? Să numărăm. Tragerilor redresor de tensiune sub sarcină de ordinul a 80% din x. În 19.2 volți se pare. Căderea de tensiune de 2,4 volți pe diode. Căderea de tensiune pe amplificator etapă de ieșire, de exemplu, 4 volți. Prin urmare, ieșirea amplificatorului se obține 19.2 la - 2.4-12.8 = 4 volți amplitudine. Pe sinusul, sarcina 6 Ohm este de numai 13,6 wați. În cazul în care utilizarea de diode Schottky, tensiunea maximă de ieșire: 19.2-1.2 - 4 = 14, iar puterea de sine deja 16,3 wați. Un pic, dar nu mai mult. Să ne uităm la acest lucru un pic mai îndeaproape.

semnal Muzica are un impuls cu structura tepi ascutiti:

Fig. 10. Forma de undă a semnalului de muzică.

nivel de semnal mediu predominant scăzut și reprodus cu ușurință amplificator. Dar valoarea maximă a pulsului. In exemplul nostru, dacă puterea maximă a amplificatorului de putere de 16 wați (cu diode Schottky), reproduce vârfurile semnalului (Figura 10). Un diode convenționale, atunci când puterea de ieșire este de 13 W, vârfurile sunt tăiate așa cum se arată în Fig. 10 linia roșie (bine, puterea nu este suficient pentru ei!). Psiho-a constatat că, dacă aceste izbucniri ocazionale, cum ar fi această cultură, mintea nu va observa, că este, nu vom auzi denaturarea evidentă. Dar, cu latura subiectivă a ascultare suntem de părere că „ceva este greșit“ - nu există nici o ușurință, luminozitate, naturalețe, transparență și alte „sens“ a sunetului. Și în acest caz, este într-adevăr un înlocuitor de diode convenționale diode Schottky îmbunătățește semnificativ sunetul! Și este cu latura subiectivă „inexplicabilă“. De fapt - nici un mister, nici o magie, fizica pura! Un astfel de scenariu are loc, de fapt, destul de des, și destul de des utilizarea diode Schottky este justificată atât tehnic, cât și în scopul unei mai bune amplificatoare de sunet.

Se pare chtosuperfastdiody de fapt, în redresor și amplificator nafig nu este necesar, și nici un beneficiu real de la ei nu (dar ele sunt mult mai „blând“ și mai rău rezista la supra-curent, în contrast cu „lent“). Dar diodyShottki uneori foarte util, dar nu și viteza sa și cădere de tensiune joasă înainte. Natura, acest lucru este valabil numai pentru Rectifiers „analog“, care funcționează la o frecvență de 50 Hz. Dar, pe de altă parte, dacă vorbim despre amplificatoare de înaltă calitate, singurele surse de alimentare acolo și este nevoie - puterea de comutare și Hi-Fi sunt incompatibile!