быстрый диод что это
Для более эффективной борьбы с описанными помехами В.Жбанов предлагает следующий ряд мер (рис.25).
В дополнение к привычному конденсатору С1, шунтирующему первичную обмотку, необходимо ввести RC-цепи R1C2, R2C3, шунтирующие и демпфирующие полуобмотки вторичной обмотки. Это способствует прекращению образования импульсов тока через закрывающиеся диоды и, кроме того, из-за возникающих фазовых сдвигов способствует частичной компенсации первой гармоники тока холостого хода первичной обмотки, т.е. снижает ток холостого хода и магнитное поле рассеивания в паузе.
Все провода между вторичной обмоткой и выпрямительными диодами, между диодами и конденсаторами сглаживающего фильтра, а также идущие с выхода БП к разным каскадам усилителя необходимо свить, а перед тем в каждый провод ввести дроссели L1. L8 индуктивностью 10. 40 мкГн, которые без разрыва провода организуются пропусканием его внутри нескольких ферритовых трубочек длиной в пару сантиметров или набора ферритовых колец диаметром 6. 8 мм. Сквозь такой ферритовый столбик провод пропускают 2-3 раза (т.е. делают 2-3 витка).
Весьма эффективно также шунтирование диодов конденсаторами значительной емкости С4, С5, а также разделение емкости накопительных конденсаторов на меньшую С6, С7 (10..20%) и основную С8, С9 части, между которыми размещаются вышеназванные дроссели L1, L2.
Упомянутые меры позволяют сузить спектр помех блока питания до 1. 3 кГц, которые уже практически не распространяются в звуковой тракт ни по паразитным емкостям монтажа, ни через паразитную индуктивную связь.
Использованы материалы:
1. «Радиомир» №6/2007, с. 12-14
2. «Радиомир» №7/2007, с. 12, 13
3. сеть Интернет
Камрад, рассмотри датагорские рекомендации
🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать
Опробовано в лаборатории редакции или читателями.
А нужны ли быстродействующие диоды?
Бытует мнение, что в выпрямителях усилителей должны использоваться либо диоды Шоттки, либо сверхбыстрые диоды (superfast и ultrafast). Если поставить обычные «медленные» диоды, то хорошего звука вам не видать. Вряд ли диоды влияют на звучание усилителя только лишь самим фактом своего присутствия. Механизм их влияния на самом деле должен быть следующим: диоды влияют на работу выпрямителя, который изменяет какие-то параметры блока питания, что в свою очередь вызывает изменение в параметрах и режимах работы усилителя. А уж изменившийся режим работы усилителя изменяет его звучание. Вот давайте и рассмотрим, что же меняется в работе блока питания при использовании быстрых и медленных диодов. Хочу только отметить, что понятие «медленный» для современных диодов весьма условно – современные «медленные» диоды работают намного быстрее, чем «быстрые» диоды сорокалетней давности. Однако даже в те годы в усилителях вполне успешно использовались тогдашние «намного более медленные» диоды, и, несмотря на это некоторые аудиофилы считают звучание тех усилителей эталонным.
Единственная претензия, предъявляемая к диодам, состоит в том, что они медленно закрываются, и при этом через них будто бы протекает обратный ток, разряжающий конденсаторы фильтра. Называют две основных причины протекания обратного тока:
1. Рассасывание объемного заряда в базе диода, в течение которого диод еще не закрылся.
2. Заряд емкости обратно смещенного n-р перехода, когда диод уже закрылся.
На самом деле все это так. Разрядный ток действительно существует. Но прежде чем говорить о каком-то явлении, происходящем в устройстве, надо оценить степень его влияния – может быть им вполне можно пренебречь. Ведь точно так же можно сказать, что поднимать штангу в темноте легче, чем при хорошем освещении, ведь во втором случае на штангу оказывает влияние световое давление, которое делает ее тяжелее…
Сначала давайте подумаем вот о чем: если бы через диод протекал большой обратный ток, то конденсаторы фильтра разряжались бы сразу после своей зарядки, и напряжения питания никакого бы и не было! Раз выпрямители работают даже на медленных диодах, то разряд этот не такой уж большой и страшный.
Во всех профессиональных методах расчета выпрямителей про этот самый обратный ток вообще ничего не говорится.
Я попытался измерить в реальном выпрямителе разрядный ток и его влияние на выходное напряжение. Мне это не удалось. Довольно простые расчеты показали, что под влиянием этих двух причин, конденсаторы фильтра реально разряжаются на величину примерно равную 1,5 милливольта. Естественно, что я не смог такое измерить, ведь обычные флуктуации напряжения сети в сотни раз больше (в сотни раз – это уже в пересчете на вторичную обмотку трансформатора).
Итак, что же получается? Обыкновенные «медленные» диоды никакого заметного разряда конденсаторов фильтра и не вызывают. А как же тогда быть с утверждениями: «я заменил обычные диоды на ультра- фаст, и усилитель зазвучал”? На это есть закон самовнушения: «Если в системе заменить даже самый маленький проводок, система сразу зазвучит заметно лучше». Этот закон объясняет 80% всех «хорошо слышимых нами» улучшений звучания. На самом деле, никакого ужасного разряда конденсаторов «медленными» диодами не происходит, и значит, не происходит никакого изменения звука от применения «быстрых» диодов. Кроме того – и это самое главное – разряд конденсаторов всего лишь микроскопически уменьшает напряжение питания. Ну и как это скажется на качестве звучания?
Почему же о пользе быстрых диодов пишут в статьях в некоторых аудиоизданиях? Вы знаете, я встречал статью о том, что цифровой звук безусловно вреден, потому что он отрицательно воздействует на нижние чакры слушателя. Важно не то, что об этом пишут в аудиожурналах, выполняющих в основном рекламные функции. Важно то, что про это не пишут ни в учебниках, ни в серьезных технических изданиях, ни в материалах международного Общества инженеров-электри- ков, которое очень плотно занимается проблемами повышения качества звучания аудиотехники.
А как же быть с тем, что в импульсных блоках питания, например компьютерных, устанавливают ульт- рафасты или, чаще, Шоттки? Здесь все верно. На тех частотах, на которых работают импульсные блоки, время закрывания обычного диода составляет уже порядка 1/3 периода (а не 1/2000, как на частоте 50 Гц), и это слишком много. Кроме того, импульсные сигналы имеют крутые фронты, и там напряжение на диоде изменяется резко, поэтому высокое обратное напряжение появляется сразу, что вызывает появление более высоких обратных токов.
Кроме существования обратного тока, разница у «быстрых» и «медленных» диодов в том, что процессы их открывания-закрывания сопровождаются резким изменением тока в цепи, а это вызывает появление в нем довольно мощных спектральных составляющих высокой частоты. И спектр напрямую связан со скоростью открывания диода. На первый взгляд, в этой ситуации «медленный» диод оказывается лучше, так как для него спектр тока получается сравнительно узким и не содержит очень уж высокочастотных составляющих, которые излучаются гораздо сильнее, чем низкочастотные. Но это только на первый взгляд, а ведь может быть и второй, и третий… Тем не менее, все доводы, которые приводят в пользу того, что быстрый диод лучше работает в аналоговом (низкочастотном) выпрямителе лично меня абсолютно не убеждают. По крайней мере, может быть в некоторых отдельных случаях так оно и есть. Но обобщать это на все без исключения выпрямители я бы не стал.
Применение в выпрямителях диодов Шоттки действительно выгодно, но не из-за их более высокого быстродействия, а из-за того, что на них меньше падение напряжения, а значит и меньше просадки напряжения под нагрузкой. И тут легко представить себе ситуацию, когда напряжение питания усилителя сравнительно низкое, и на большой громкости его не хватает, чтобы воспроизвести пики звукового сигнала (рис.31). Ограничение этих пиков на слух воспринимается не как явные искажения (хрип, призвуки), а как ухудшение натуральности звучания, в его каких-то «тонких аспектах». Замена в выпрямителе обычных диодов на диоды Шоттки снижает просадки напряжения питания (уменьшает в них вклад диодов), поэтому пики выходного сигнала воспроизводятся лучше, и звук делается более натуральным, легким и прозрачным.
Источник: Рогов И.Е. Конструирование источников питания звуковых усилителей. – Москва: Инфра- Инженерия, 2011. – 160 с.
AudioKiller’s site
Audio, Hi-Fi, Hi-End. Электроника. Аудио.
Материалы раздела:
Выпрямитель для усилителя или сага о быстром диоде
Многие говорят что в выпрямителях усилителей должны использоваться только лишь диоды Шоттки, или сверхбыстрые диоды («суперфаст» — это если по-русски ). Если поставить обычные «медленные» диоды, то Великий Аудиофильский Дух обидится и хорошего звука вам не видать! На наше счастье, Великий Аудиофильский Дух может навредить только тем, кто в него верит. Давайте попробуем разобраться в необходимости применения таких диодов без привлечения эзотерики, а при помощи одной лишь науки и техники.
Единственная претензия, предъявляемая к диодам, состоит в том, что они медленно закрываются, и при этом через них будто бы протекает обратный ток, разряжающий конденсаторы фильтра. Говорят, что это происходит примерно так, как показано на рис.1 красной линией.
Называют две основных причины протекания обратного тока:
1. Рассасывание объемного заряда в базе диода, в течение которого диод еще не закрылся.
2. Заряд емкости обратно смещенного n-p перехода, когда диод уже закрылся.
Мы разберем обе эти причины. Но сначала давайте подумаем вот о чем: если бы через диод протекал бы большой обратный ток (даже такой, как на рисунке 1), то конденсаторы фильтра разряжались бы сразу после своей зарядки, и напряжения питания никакого бы и не было! Раз выпрямители работают даже на медленных диодах, то разряд этот не такой уж большой и страшный (и почему-то в профессиональных методах рассчета выпрямителей про этот самый обратный ток вообще ничего не говорится!).
Начнем с эксперимента — практика, как известно, — критерий истины. Соберем схему простейшего выпрямителя с обычным «медленным» диодом (рис.2):
Вот как это выглядит в реальности:
Посмотрим на осциллографе ток через диод, ток довольно большой — максимальная амплитуда 12 ампер, что соответствует работе диода в реальных условиях:
Чего-то не видно этих самых токов разряда. Для большей наглядности изменим масштаб и добавим на осциллограмму линию развертки, чтобы был виден ноль, и если бы график нырял вниз вследствие тока разряда, это было бы хорошо заметно (рис.5):
Сравните рис.1 и рис.5. В реальности не хватает той части, которая соответствует разряду конденсатора обратным током диода. Значит ли это, что такого тока нет вообще? Нет, обратный ток есть, просто он настолько мизерный, что обнаружить его обычным осциллографом в таком простом эксперименте невозможно (я даже так с ходу и не скажу, как можно измерить ток разряда в моем выпрямителе).
Давайте попробуем прикинуть, какой разрядный ток будет протекать через диод и насколько этот ток разрядит конденсатор фильтра. Я использую упрощенный расчет, так как при полном правильном расчете не обойтись без интегралов и прочей высшей математики. Упрощение сильно снизит точность (и завысит результаты!), но порядок цифр будет более-менее верным, и мы его наглядно представим.
Для простоты давайте рассчитаем мой выпрямитель, который я исследовал.
Причина 1.
Рассасывание объемного заряда в базе диода, вследствие чего он остается некоторое время в открытом состоянии. Время рассасывания возьмем 10 микросекунд. Это весьма большое время и у большинства диодов оно заметно меньше. Принцип расчета показан на рис. 6.
Итак, какое-то время диод открыт в прямом направлении и проводит прямой ток. После чего он должен закрыться, чтобы не пропустить ток обратный. Но диод не закрывается, и начинает пропускать обратный ток, показанный на рис.6 внизу красной линией. Ток протекает в течение времени Δt, равному времени рассасывания, т.е. у нас Δt = 10 мкс. При этом к диоду приложено обратное напряжение ΔU, из-за которого на самом деле и протекает обратный ток (а из-за чего еще ему протекать?).
Если мы узнаем ΔU, то можно будет определить и ток, а зная ток и время, которое он протекает – определить разряд конденсатора фильтра.
Поехали. Посмотрим, что там делается на самом деле – реальная осциллограмма на рис.7 (а линии на ней довольно условны):
Для нахождения ΔU определимся со временем и фазовыми углами. Находим цену деления по горизонтали: 360 градусов = 50 делений, значит одно деление 7,2 градуса. От начала периода напряжения до конца протекания тока диода:
Это начало обратного тока диода. Обратный ток длится Δt=10 мксек. Переведем секунды в градусы: один период синусоиды 360 градусов = 20 миллисек, а 10 мкс — Х. Из пропорции находим, что Х = 10 мкс = 0,18 градуса. Следовательно, конец протекания обратного ток диода – 136,98 градуса.
Итак, ΔU – это разность напряжений между точками «а» и «б» на рисунках 6 и 7. Напряжение в точке «а»:
Напряжение в точке «б»:
Теперь найдем ток через диод. Объемное сопротивление базы Rб мощных диодов примерно равно 0,05 Ом. Ток по закону Ома:
Ну а теперь посмотрим, насколько же разряжается конденсатор фильтра при разряде током 1,6 А в течение 10 мкс:
На самом деле конденсатор разрядится намного меньше (из-за того, что ток не все время остается максимальным). Но и то, сравните напряжение на заряженном конденсаторе = 28,2 вольта и эти несчастные 1,6 мВ! Конечно их будет незаметно, ведь это 0,006% от напряжения на конденсаторе.
Итак, можем ли мы пренебречь разрядом конденсатора на 0,006%? Я так думаю, что можем. Если же поставить быстрый диод с временем рассасывания 100 нс, то разряд конденсатора уменьшится раз в 100 и будет равен 0,00006%. Выигрыш – ну просто обалденный. А народ еще спорит, какие диоды лучше — с временем восстановления 50 нс или все же подойдут 70 нс диоды!
В чем заключается упрощение расчета? В том, что на самом деле обратное напряжение на диоде растет медленно, и обратный ток тоже растет медленно и имеет примерно такую форму, как на рис. 6 (т.е. было неправильно делить максимальное напряжение на сопротивление). Поэтому максимальный ток на самом деле будет раз в пять-десять меньше, чем мы посчитали. И максимальным он будет не все время, а лишь чуть-чуть. И разряд конденсатора — тоже будет меньше в несколько раз.
Причина 2.
Обратный ток через емкость запертого диода.
Прежде чем рассуждать о емкостном токе, вспомним, что существует такая схема включения диодов моста (рис.8), и она имеет ряд преимуществ перед обыкновенной.
В этой схеме емкость конденсаторов раз в 30 превышает емкость диодов, значит и обратный ток через конденсаторы течет в 30 раз больше (т.е. как бы обратный ток через емкость диода повышается в 30 раз), но никто почему-то не плачет по этому поводу.
Но у нас просто одиночный диод, его емкость порядка 300 пикофарад. Для того, чтобы определить, насколько заряд этой емкости «посадит» конденсатор фильтра, воспользуемся формулой:
Тогда, учитывая, что максимальное напряжение конденсатора 28,2 В:
Это в 1000 раз меньше, чем из-за объемного заряда и на такой мизер внимания обращать вообще нельзя! Точно также, при подключении конденсаторов параллельно диодам, снижение напряжение на конденсаторе фильтра будет 30…50 мкВ — подключайте конденсаторы на здоровье!
Вот и все. Никаких других объективных причин влияния «медленности» диода на работу выпрямителя не существует! (разве что ВЧ помехи про которые ниже). Что там думает себе Великий Аудиофильский Дух — нам по барабану, давайте обсудим результаты.
Итак, что же получается? Обыкновенные «медленные» диоды никакого заметного разряда конденсаторов фильтра и не вызывают! А как же тогда быть с утверждениями: «я заменил обычные диоды на ультрафаст, и усилитель зазвучал!»? Ну, во-первых, на это есть первый закон самовнушения: «Если в системе заменить даже самый маленький проводок, система сразу зазвучит лучше». Этот закон объясняет 80% всех наших улучшений звучания (так хорошо слышимых на слух). На самом деле, никакого ужасного разряда конденсаторов «медленными» диодами не происходит, и значит не происходит никакого изменения звука от применения ультрафаст диодов. Это все аудиофильские сказки. Кроме того — самое главное — разряд конденсаторов питания всего лишь уменьшает напряжение питания! Ну и как это скажестя на качестве звучания?
А как же быть с тем, что в импульсных блоках питания, например компьютерных, устанавливают ультрафасты или Шоттки? Все верно. На тех частотах, на которых работают импульсные блоки, время закрывания диода будет равно уже порядка 1/3 периода (а не 1/2000, как на частоте 50 Гц), и это слишком много. Кроме того, импульсные сигналы имеют крутые фронты, и там напряжение на диоде изменяется резко, поэтому высокое обратное напряжение появляется сразу, что вызывает высокие обратные токи.
Есть и отрицательная сторона «скорости» диода. Отпирание/запирание диодов создает импульсы тока с довольно резкими фронтами, а значит и создает широкий спектр помех, который излучается выпрямителем, проводами, идущими к нему от трансформатора и проводами, идущими к конденсатору фильтра. И эти помехи попадают в усилитель и подгружают его высокими частотами (до сотен килогерц). Поэтому некоторые специалисты (например, профессор Никитин) даже советуют подключать выпрямитель к трансформатору через небольшой дроссель, это замедлит процессы отпирания/запирания диодов и снизит помехи.
Мне нечем измерить высокочастотную помеху, вот низкочастотная часть спектра тока диода моего выпрямителя — до 20 кГц.
Красная линия — спектр тока непосредственно выпрямителя, а синяя — при включении последовательно с диодом катушки с небольшой индуктивностью, что снижает уровень ВЧ составляющих тока, а как раз именно они хорошо излучаются в эфир в виде помех.
Более быстрое отпирание/запирание «быстрых» диодов даст импульсы тока с более резкими фронтами, а значит и спектр помех, излучаемых выпрямителем, станет более широким. И с этими помехами будет труднее бороться, а попав в усилитель, они сильнее перегрузят его высокими частотами, чем если бы использовать «обыкновенные» диоды. Эта перегрузка на ВЧ (теперь уже до мегагерц) дает интермодуляции с усиливаемым сигналом и вполне может быть заметна на слух как изменение звучания. Например именно таким способом (подмешиванием ультразвуковых сигналов частоты дискретизации) пользовались некоторые изготовители карманых CD плееров. При этом субъективно увеличивалось количество высоких частот и такую «фичу» даже называли что-то типа «живые высокие». Натуральность звука на самом деле при этом уменьшалась.
Но на самом деле, есть своя польза от применения в выпрямителях диодов Шоттки. Дело в том, что прямое падение напряжения на них гораздо меньше, чем на обычных диодах с n-p переходом, а значит потери напряжения в выпрямителе будут меньше и больше напряжения уйдет в питание усилителя. В моем тестовом выпрямителе на обычном диоде при токе 12 А падало 1,2 вольт, а на диоде Шоттки — 0,6 вольт. Значит на диодном мосте в первом случае теряется 2,4 В, а во втором только 1,2 В. Скажете: «Подумаешь мелочь, ерунда 1 вольт!». Не всегда мелочь и ерунда. Если у вас напряжение питания усилителя +-60 вольт, то этот самый 1 вольт действительно ерунда. А если питание +-24 вольта? Давайте посчитаем. Просадка напряжения выпрямителя под нагрузкой порядка 80% от хх. В вольтах это получается 19,2. Падение напряжения на диодах 2,4 вольта. Падение напряжения на выходом каскаде усилителя, допустим, 4 вольта. Значит, на выходе усилителя получаем 19,2 — 2,4 — 4 = 12,8 вольт амплитуды. На синусе, на нагрузке 6 Ом это будет всего лишь 13,6 Вт. Если же использовать диоды Шоттки, то максимальное напряжение на выходе: 19,2 — 1,2 — 4 = 14 В, и синусная мощность уже 16,3 Вт. Чуть-чуть, но больше. Посмотрим на это чуть-чуть повнимательнее.
Музыкальный сигнал имеет импульсную структуру с резкими всплесками:
Большей частью средний уровень сигнала невысокий и легко воспроизводится усилителем. А вот максимальные значения импульсов… В нашем примере если максимальная выходная мощность усилителя 16 Вт (с диодами Шоттки), то он полностью воспроизводит пики сигнала (рис.10). А с обычными диодами, когда выходная мощность 13 Вт, пики обрезаются, как показано на рис. 10 красной линией (ну не хватает мощности для них!). Психоакустика установила, что если эти редкие всплески вот так обрезать, то сознание этого не заметит, то есть мы не будем слышать явных искажений. Но с субьективной стороны при прослушивании мы будем ощущать, что «что-то не то» — отсутствует легкость, воздушность, естественность, прозрачность и прочие «чувственные» части звука. И в таком случае действительно замена обычных диодов на диоды Шоттки существенно улучшает звучание! И именно с той «необъяснимой» субъективной стороны. На самом же деле — никакой мистики, никакого волшебства, чистая физика! Такой вариант событий встречается, на самом деле, довольно часто, и довольно часто применение диодов Шоттки оправдано и технически, и с точки зрения улучшения звучания усилителей.
Выходит, что суперфаст диоды на самом деле в выпрямителе для усилителя и нафиг не нужны и никакой реальной пользы от них нет (зато они более «нежные» и хуже выдерживают перегрузки по току в отличие от «медленных»). А вот диоды Шоттки иногда бывают очень даже полезны, но не быстродействием своим, а низким прямым падением напряжения. Естествено, это справедливо только для «аналоговых» выпрямителей, работающих с частотой сети 50 Гц. Но с другой стороны, если говорить о высококачественных усилителях, то только такие источники питания туда и нужны — импульсные источники и Hi-Fi несовместимы!
Диоды быстродействующие более 1000
Диоды быстродействующие – полупроводниковые устройства, которые предназначены для преобразования постоянного тока в переменный. Такие диоды способны максимально быстро менять своё рабочее состояние.
Любые ключи (GTO или IGBT) требуют дополнительных диодов (к примеру, для обратной реактивной мощности), чтобы преобразовывать постоянный ток при индуктивной нагрузке.
Быстродействующие диоды специально оптимизировали для большой динамической нагрузки для максимально быстрого перехода от проводящего состояния к непроводящему. Тем не менее, потери в проводящем состоянии у них выше, чем у выпрямительных диодов.
Посмотреть и купить товар вы можете в наших магазинах в городах: Москва, Санкт-Петербург, Алматы, Архангельск, Астрахань, Барнаул, Белгород, Владимир, Волгоград, Вологда, Воронеж, Гомель, Екатеринбург, Иваново, Ижевск, Казань, Калуга, Кемерово, Киров, Кострома, Краснодар, Красноярск, Курган, Курск, Липецк, Минск, Набережные Челны, Нижний Новгород, Новосибирск, Омск, Орёл, Пенза, Пермь, Псков, Ростов-на-Дону, Рязань, Самара, Саранск, Саратов, Смоленск, Ставрополь, Тверь, Томск, Тула, Тюмень, Уфа, Чебоксары, Челябинск, Ярославль. Доставка заказа почтой, через систему доставки Pickpoint или через салоны «Связной» в следующие города: Тольятти, Барнаул, Ульяновск, Иркутск, Хабаровск, Владивосток, Махачкала, Томск, Оренбург, Новокузнецк, Астрахань, Пенза, Чебоксары, Калининград, Улан-Удэ, Сочи, Иваново, Брянск, Сургут, Нижний Тагил, Архангельск, Чита, Курган, Владикавказ, Грозный, Мурманск, Тамбов, Петрозаводск, Кострома, Нижневартовск, Новороссийск, Йошкар-Ола и еще в более чем 1000 городов и населенных пунктов по всей России.
Товары из группы «Диоды быстродействующие» вы можете купить оптом и в розницу.