Калькулятор диодного моста

Диодный мост с конденсатором - основа простого блока питания: трансформатор понижает напряжение, мост выпрямляет, конденсатор сглаживает. Калькулятор отвечает на главные вопросы: какое напряжение будет после моста, хватит ли ёмкости и какие диоды ставить.

Как ввести данные.

• Действующее напряжение на входе - то, что показывает вольтметр переменного тока, например 12 В со вторичной обмотки.
• Падение на одном диоде - кремниевые 0,7-1,0 В, Шоттки 0,3-0,5 В.
• Ток нагрузки - А; 0, если нагрузки нет.
• Ёмкость конденсатора - мкФ.
• Частота сети - 50 Гц в России.

Как читать результат.

• На конденсаторе без нагрузки напряжение близко к амплитуде - в корень(2) раз больше действующего, минус падение на двух диодах.
• Под нагрузкой напряжение колеблется между максимумом и минимумом; размах пульсаций тем меньше, чем больше ёмкость.
• Обратное напряжение диодов должно быть не меньше амплитуды; на практике берут с запасом.

Ограничения. Падение на диоде принято постоянным, сопротивление обмоток трансформатора не учитывается, формула пульсаций верна, когда пульсации заметно меньше амплитуды.

Типичные ошибки.

• Ожидают 12 В постоянного после моста от 12 В переменного - без нагрузки будет около 15,6 В.
• Не учитывают, что в мосте ток проходит через два диода.

Формулы двухполупериодного мостового выпрямителя - по книге Хоровица П. и Хилла У. "Искусство схемотехники", гл. 1 "Источники питания".

Амплитуда = корень(2) * Напряжение
Среднее без конденсатора = 2корень(2) / пи * Напряжение - 2 * Падение на диоде
На конденсаторе без нагрузки = Амплитуда - 2 * Падение на диоде
Размах пульсаций примерно Ток нагрузки / (2 * Частота * Ёмкость)
Минимум = Амплитуда - 2 * Падение на диоде - Размах пульсаций
Среднее под нагрузкой примерно Амплитуда - 2 * Падение на диоде - Размах пульсаций / 2
Обратное напряжение диода >= Амплитуда

Напряжение - действующее входное, В; падение на одном диоде - В; ток нагрузки - А; частота сети - Гц; ёмкость в формуле - в фарадах (мкФ / 10^6).

Точность. Напряжения - 3 знака после запятой, обратное напряжение - 1.

Когда ответа нет. Ёмкость 0 - формула пульсаций фильтра неприменима (деление на ноль); смотрите среднее без конденсатора. Пустое поле - расчёт не выполняется.

Пример. 12 В, диоды 0,7 В, ток 1 А, 2200 мкФ, 50 Гц.

Амплитуда = корень(2) * 12 примерно 16,971 В
Без конденсатора: 2 * 16,971 / пи - 1,4 примерно 9,404 В
На конденсаторе: 16,971 - 1,4 примерно 15,571 В
Размах пульсаций = 1 / (100 * 0,0022) примерно 4,545 В
Минимум примерно 11,025 В; диоды - не менее 17 В