Получение постоянного тока из переменного. Наиболее дешевый способ

У меня есть простой сварочный аппарат переменного тока «BlueWild gamma 2160», ток I2 = (55-160) A, Uo = (45-49) В. Нужно получить постоянный ток подключив выпрямитель. Основные требования к выпрямителю: дешевизна и компактность (небольшой вес). Детали кроме самодельного дросселя покупаются.

Из собранных из разных источников данных у меня возник ряд вопросов, с которыми обращаюсь за помощью к знающим и имеющим опыт людям.

Похожая тема «Какой самый простой способ получить из простого сварочного трансформатора постоянный» раскрыта (в общих чертах) ранее, здесь:

Проконсультируйте, пожалуйста, по следующим вопросам:

1. Для выпрямительного моста обычно используются 4-ре диода типа Д161-200 (от 800 руб., итого 4x800=3200руб.). Можно ли заменить на диодные мосты с меньшим током выпрямления соединенных параллельно, с некоторым запасом? Например, MB5010(KBPC5010) 50А 1000В (от 40 руб., итого 6x40=240руб., 6x50=300А).
   Какой площади понадобятся радиаторы? или Как вычислить рассеиваемую ими мощность?

2. Нашел схему (), в которой конденсатор небольшой емкости (400мкФx250В) и дроссель соединены в Т-образный фильтр (конденсатор подсоединен от середины дросселя). Стоит ли повторять подобную схему? Недостатки этой схемы? Достаточна ли емкость конденсатора?

3. Может быть кто-то подскажет свой вариант?

Посмотрите тему про москит, там про тоже самое

k.ant написал :
Можно ли заменить на диодные мосты с меньшим током выпрямления соединенных параллельно, с некоторым запасом?

Можно. Мне в этом разделе ссылочку давали на книжку интересную , там как раз предлагается использовать параллельные выпрямители вместо мощных диодов. И про конденсаторы тоже написано. Есть рекомендации и по дооборудованию уже существующих аппаратов выпрямителем.

Посмотрите запасные выпрямительные блоки для ДУГИ - по цене вроде около 300-400руб - все в сборе и диоды и радиатор

По-поводу первого вопроса - мощный диод заменять менее мощными (в параллель) не рекомендуется.
Причина в том, что у диодов существует приличный разброс по внутреннему сопротивлению (либо их надо очень тщательно подбирать чтоб одинаковые были). В результате самый слабый быстро перегорит, а дальше лавинообразный процесс перегорания.

Ignatovich написал :
приличный разброс по внутреннему сопротивлению

Ignatovich написал :
самый слабый быстро перегорит

дело не в сопротивлении, а в прямом падении напряжения, они отличаются хоть и не много, чтоб не перегорели можно последовательно с каждым диодом включить небольшие сопротивления - для выравнивания токов

Tirael написал :
дело не в сопротивлении, а в прямом падении напряжения

На форуме сайта www.electrik.org предлагается параллелить не мосты, а диоды внутри одного моста.
Делается это соединением выводов переменки, дальше из двух таких мостов собирается один. В этом случае у параллельных диодов будут близкие параметры, так, как они находятся в одной сборке. Но есть один недостаток : так можно только два выпрямителя запареллелить, а дальше опять нужно подбирать.

To Tirael
По закону Ома: U=I*R

2Ignatovich сопротивление куска нихрома и сопротивление диода - не одно и тоже.
Диод имеет именно падение напряжения. По русски : при пропускании тока в через резистор, падение напряжения на нем будет :

Ignatovich написал :
По закону Ома: U=I*R

У диода вольт амперная характеристика нелинейна и в определенном диапазоне проходящих через диод токов напряжение на диода будет постоянно... Как говорил Винни-Пух, по моему так.

To Zhenka
Что-то Вы все свалили в кучу:

1. если диоды соединены параллельно то на них ОДИНАКОВОЕ падение напряжения(по-моему именно на это обратил внимание Викторыч), а ток определяется по закону Ома (его ни кто не отменял).
2. никто не спорит что сопротивление диода зависит от напряжения в соответствии с его характеристиками(которые к сожалению не всегда динаковые)
3. а т.к. сопротивление у диодов разное, то и ток разный (опять же закон Ома никто не может отменить).

Говоря о сопротивлении диодов (при одинаковом напряжении) я безусловно имел ввиду сопротивление соответствующее этому напряжению. А Вы что полагаете, что диод не имеет сопротивления?

Паралелить диоды нельзя. Как уже здесь говорилось неоднократно, из за неодинаковости их характеристик. Однако можно использовать диоды с запасом по току, например: если вы хотите выпрямить ток в 200 А, нельзя паралелить диоды по 100 А (неравномерность тока в них однозначна, даже не спорьте), но можно паралелить два диода по 150 А, т.к. их запас по току перекрывает возможные перекосы. Однако, как вы понимаете, чем покупать по два диода по 150 А, проще напрячься и купить один на 200А.

vladimir007 написал :
Паралелить диоды нельзя.

Можно. Можно и параллельно и последовательно, что , собственно, производители и делают. Откройте практически любой современный сварочник, работающий на постоянке, и в 99% найдете там кучу параллельно-последовательно соединенных диодов (можете поглядеть и на выпрямители в автомобильных генераторах)

vladimir007 написал :
Однако, как вы понимаете, чем покупать по два диода по 150 А, проще напрячься и купить один на 200А.

Проще (и дешевле) купить 20 диодов на 15А, конструкция выйдет компактнее и значительно более легкая. Единственная проблема - разброс характеристик, в массовом производстве она решается достаточно просто (элементы из одной партии, сборки и тп), если такой возможности нет, то давным-давно было предложено ставить выравнивающие резисторы (параллельно при последовательном соединении диодов и последовательно - при параллельном), об этом здесь уже тоже писАли.

найдете там кучу параллельно-последовательно соединенных диодов (можете поглядеть и на выпрямители в автомобильных генераторах)

Автогенераторы многофазные, там по два диода на фазу. > практически любой современный сварочник, работающий на постоянке, и в 99% найдете там кучу параллельно-последовательно соединенных диодов

В старых сварочниках 6 диодов, обычный трёхфазный мост. Работоспособно.

Викторыч написал :
Проще (и дешевле) купить 20 диодов на 15А, конструкция выйдет компактнее и значительно более легкая.

может в бытовых сварочниках и ставят пачки диодов но в ВДшках от 300а не наблюдается ничего подобного - обычно Дххх оно конечно дороже, но надежнее да и для работы в сварочниках за счет болшой массы и тепловой инерции более удобны при ПВ меньше 100. в данном случае как везде - можно идти разными путями к одной цели но в итоге получаются несколько разные результаты. кстати потери на мощных диодах в среднем меньше - вот например у меня лежат диоды В200 1кл с падением на номинальном токе 0.55в на обычных не меньше 1 в.

Пришлось по-работать на сварочном агрегате, с движком от Волги. Один раз при развороте, Камаз смял заднюю часть генератора. Когда открыл кожух, оказалось аграмедное количество паралельно соединенных диодов, по типу автомобильных, т.е. впрессованных в полосы. Боюсь соврать, думаю где-то под сотню штук. Максимальных ток, опять боюсь ошибиться, 600А. Выкусил с десяток искалеченных... И ничего потом варил очень много, правда не на максимальных токах.

johnlc написал :
может в бытовых сварочниках и ставят пачки диодов но в ВДшках от 300а не наблюдается ничего подобного

я же сказал "современных" да кто бы спорил, что один диод надежнее 10 в параллель, а для агрегата весом в полтонны вес и размер диодов не очень критичен.

2Викторыч
как раз нет. Если вместо диода на 300 А поставить 30 диодов на 20 А - получится намного надёжнее. В смысле отказоустойчивости. Будет 100%-ное дублирование.
Хотя, ещё лучше поставить в цепь «300 А» диод на 600

Лучше всего ставить диоды из сборок, они более-менее идентичны по параметрам, их можно и без резисторов баластных включать. Да и охлаждение реализовать проще.
Потому что, на каждом (!) диоде из 4-х при 160 А рассеиваться будет больше, чем 160 Ватт. Итого ~700 Ватт.

Диоды параллелить можно, но как правильно написали - осторожно

Почему-то забыли сказать, откуда "ноги растут".
Дело в том, что например у кремния температурный коэффициент падения напряжения на переходе минус 2,1mV / град С. (если правильно помню, чему в школе учили )
Т.е. напряжение на переходе падает с ростом температуры и соответственно если включить два диода в параллель, и один немного нагреть, то ток через него будет расти, а через другой - уменьшаться и далее может быть лавиноообразно (дальнейший нагрев от тока, дальнейший рост тока....). Поэтому просто подбор может помочь не в полной мере - также очень важно обеспечить одинаковую температуру. Для этого обязательно располагать на одном радиаторе в одинаковых условиях. Правда немного выручает то, что для мощных диодов ВАХ при больших токах определяется не только собственно ВАХ полупроводника, но и дополнительно накладывается составляющая от падения напряжения на ненулевом чисто омическом сопротивлении диода.

По вышеназванным причинам подбор выравнивающих сопротивлений не такая простая задача - с одной стороны надо сделать как можно меньше - с другой сохранить устойчивость в диапазоне температур. Часто без эксперимента не обойтись....

С другой стороны, не стоит забывать, что диоды рассчитаны на постоянный ток, импульсный ток они допускают существенно больший (в пике.) В мостовой схеме «плечи» моста работают по очереди. То есть, греться они будут меньше, чем я поначалу написал. Вдвое. 4 диода в мосте ~400 Ватт