Какие достоинства и недостатки схем выпрямителей
Перейти к содержимому

Какие достоинства и недостатки схем выпрямителей

  • автор:

Достоинства и недостатки. Достоинствами однополупериодной схемы выпрямления являются:

Достоинствами однополупериодной схемы выпрямления являются:

· наличие только одного диода;

· использование однофазного трансформатора.

К недостаткам схемы следует отнести:

· относительно большое значение коэффициента пульсаций;

· низкий коэффициент использования мощности трансформатора, так как он работает только в течение одного полупериода;

· большая величина обратного напряжения на диоде.

Рис. 33. Напряжение на входе (а) и выходе (б) однополупериодного
выпрямителя

Применение

Как правило, однополупериодную схему выпрямления применяют в маломощных выпрямителях с высокоомной нагрузкой, когда не требуется высокой степени сглаживания выпрямленного напряжения.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Прямо сейчас студенты читают про:

Типы финансовой устойчивости предприятия Тип финансовой устойчивости Трехмерная модель Источники финансирования запасов Краткая характеристика финансовой устойчивости 1.
Расчет страхового возмещения Величина, условия и метод страхового возмещения зависят от системы страховой ответственности.
Подзаконные нормативные акты: понятие, признаки, виды Подзаконные акты — это изданные на основе и во исполнение законов акты, содержащие юридические нормы.
Что такое настоящее искусство? Что такое настоящее искусство? Настоящее искусство — это изображение действительности в художественных образах.
Деятельность Психолого-медико-педагогической комиссии (ПМПК). Актуальные вопросы выявления и коррекции отклонений в развитии.

Неуправляемые выпрямители, схемы выпрямления, достоинства и недостатки

Однофазный однополупериодный выпрямитель (рис. 3.3) применяется для питания низкоомных нагрузок, некритичных к высоким пульсациям. К его достоинствам относится простота конструкции, к недостаткам — малые значения выпрямленного тока и напряжения, низкий КПД, большие пульсации.

Так как диод обладает односторонней проводимостью на выходе выпрямителя, получается пульсирующее напряжение.

Схема однофазного однополупе- риодного выпрямителя (а) и временные диаграммы (б)

Рис. 3.3. Схема однофазного однополупе- риодного выпрямителя (а) и временные диаграммы (б)

Для схемы выпрямителя характерны следующие параметры: среднее значение выпрямленного напряжения, Ucpа » 0,45 f/BX; действующее значение выпрямленного напряжения UBblx » 2,22 Ucp; среднее значение выпрямленного тока /ср = 0,45 UBX/RH; действующее значение тока во вторичной обмотке трансформатора /2 а а 1,57/с ; коэффициент пульсаций р = 1,57.

Двухполупериодный выпрямитель с нулевой точкой (рис. 3.4). Во время первого полу- периода первый диод открыт и на нагрузке создается падение напряжения. Во время второго полупериода первый диод закрывается, поскольку оказывается включенным в обратном направлении, а второй, наоборот, открывается и на нагрузке снова выделяется положительная полуволна. На схеме плюсами и минусами обозначено действие полуволн переменного тока. Частота пульсаций двухпо- лупериодного выпрямителя вдвое больше, что является его достоинством. Для такой схемы характерны следующие параметры: U = 0,9 UBX; UB = 1 > 11 UC9 /ср = 0,9 Ue)i/RH; /2 = 0,78/ср; р = 0,67.

Схема двухполупериодного выпрямителя (а) и его временные диаграммы (б)

Рис. 3.4. Схема двухполупериодного выпрямителя (а) и его временные диаграммы (б)

Мостовая схема выпрямителя

Рис. 3.5. Мостовая схема выпрямителя

К достоинствам такого двухполупериодного выпрямителя относятся удвоенные значения Ucp и /ср, вдвое меньший коэффициент пульсаций по сравнению с одно- полупериодной схемой, а к недостаткам — наличие трансформатора с двумя симметричными обмотками. На диоды действует удвоенное обратное напряжение.

Мостовой выпрямитель (рис. 3.5). Положительная полуволна (с верхнего по схеме вывода трансформатора) проходит через диод VD2, затем через нагрузку, затем через VD3 ко второму выводу трансформатора. При смене направления тока работают диоды VD4, VD1.

Параметры мостового выпрямителя такие же, как и у двухпо- лупериодной схемы со средним выводом. К достоинствам такого выпрямителя относится отсутствие сложного трансформатора и в два раза меньшее обратное напряжение на диодах. Недостатком схемы является в два раза большее количество диодов.

Трехфазные схемы выпрямителей часто применяются для получения напряжения большой мощности.

Схема трехфазного однопо- лупериодного выпрямителя с нулевым выводом (а) и его временные диаграммы (б)

Рис. 3.6. Схема трехфазного однопо- лупериодного выпрямителя с нулевым выводом (а) и его временные диаграммы (б)

Трехфазный однополупериод- ный выпрямитель (рис. 3.6) с нулевым выводом (схема Мит- кевича). Каждая фаза такого выпрямителя смещена относительно другой на угол 120°. На нагрузке работает та фаза, у которой большее значение положительной полуволны в данный момент времени. В схеме диоды используются в течение 1/3 периода, при этом необходимо наличие средней точки.

Среднее значение выпрямленного напряжения Ucp = = 1,17 UBX, обратное напряжение Чбр шах = 2,1 U коэффициент пульсаций р = 0,25.

Трехфазный двуполупериодный выпрямитель (схема Ларионова). Такая схема (рис. 3.7) находит применение при различных величинах входного напряжения и токах нагрузки в сотни ампер.

По принципу действия схема аналогична однофазной двух- полупериодной (мостовой). Для нее характерно: U = 2,34 UBX, Чбртах= 1.05Чр. * = 0,057.

Схема имеет низкие пульсации, экономична. В реальных схемах коэффициент пульсаций составляет 8—10% из-за несси- метричности фазных питающих напряжений.

Выпрямитель с удвоением напряжения (рис. 3.8) применяется в выпрямительных аппаратах, рассчитанных на повышенные напряжения (1—2 кВ) при небольших токах нагрузки. Он обладает повышенной частотой пульсаций, пониженным обратным напряжением, хорошим использованием трансформатора, также возможностью работы без трансформатора.

Схема трехфазного двуполу- периодного выпрямителя

Рис. 3.7. Схема трехфазного двуполу- периодного выпрямителя

Схема выпрямителя с удвоением напряжения

Рис. 3.8. Схема выпрямителя с удвоением напряжения

Принцип работы такого выпрямителя заключается в следующем. За один полупе- риод через диод VD1 заряжается конденсатор С1, а за второй полупериод через второй диод VD2 заряжается второй конденсатор С2.

Выпрямленное выходное напряжение снимается с обоих конденсаторов, включенных последовательно. Каждый конденсатор заряжается по схеме одно- полупериодного выпрямителя, но суммарное напряжение оказывается двухполупериодным. Разряжаются конденсаторы только через нагрузку, поэтому частота пульсаций вдвое больше частоты сети. Выходное напряжение почти достигает удвоенной амплитуды напряжения вторичной обмотки, а рабочее напряжение конденсаторов равно амплитуде этого напряжения. Обратное напряжение на каждом диоде равно удвоенной амплитуде.

Несимметричные выпрямители с умножением напряжения находят широкое применение в высоковольтных выпрямителях при малых токах нагрузки в режиме, очень близком к холостому ходу.

На рис. 3.9 приведена схема однополупериодного выпрямителя с учетверением напряжения. Коэффициент умножения в такой схеме зависит от числа каскадов, каждый из которых состоит из конденсатора и диода. Напряжение на конденсаторах, кроме С1, равно 2 U2m (т.е. удвоенной амплитуде), а на С1 равно амплитуде вторичной обмотки.

Схема выпрямителя с умножением напряжения

Рис. 3.9. Схема выпрямителя с умножением напряжения

В течение одного полупе- риода заряжается С1 до напряжения обмотки, а СЗ до суммы напряжения обмотки и заряженного С2 минус напряжение на С1. При этом

С2 разряжается. В течение следующего полупериода заряжается конденсатор С2 до суммы напряжений обмотки и на С1, а С4 заряжается до суммы напряжений на обмотке, на С1 и на СЗ минус напряжение на конденсаторе С2. При этом конденсаторы С1 и СЗ разряжаются. Оба конденсатора С2 и С4 заряжаются до удвоенной амплитуды напряжения на обмотке. И как видно из схемы, результирующее напряжение снимается с этих же конденсаторов, соединенных последовательно.

Какие достоинства и недостатки схем выпрямителей

Формула

Выпрямители

Назначение выпрямителя

Выпрямители используются для превращения переменного напряжения в постоянное. Их схемотехника состоит в том, чтобы направить входной переменный ток таким образом, чтобы через выходную нагрузку он протекал только в одном направлении. Выпрямители бывают пассивные и активные. В пассивных выпрямителях используются приборы с односторонней проводимостью – диоды. В активных выпрямителях используются электронные коммутационные элементы (MOSFET, IGBT, биполярные), включаемые по определенному алгоритму с синхронизацией с полярностью входного напряжения. Поэтому они часто называются синхронными выпрямителями.

Часто выпрямитель устанавливается сразу после трансформатора. Это справедливо как для низкочастотных, так и для высокочастотных схем. Поэтому схемотехника выпрямителей будет представлена в связке с трансформатором и пока только с резистивной нагрузкой.

Однополупериодный выпрямитель

Самая простая схема выпрямления (рисунок RECT.1). Всего один диод. В течение положительной полуволны диод открыт и напряжение прикладывается к нагрузке. Соответственно через нагрузку течет ток. Во время отрицательной полуволны диод закрыт, и ток через нагрузку не протекает. В результате максимальная амплитуда напряжения на нагрузке VR меньше амплитуды входного переменного напряжения VA на величину VF – прямого падения напряжения на диоде:

Формула

Выходное напряжение имеет форму полусинусоидальных волн (рисунок RECT.2) чередующихся паузами длительностью полпериода. Трансформатор нагружен только в периоды прямой проводимости диода. Максимальное напряжение на диоде равно удвоенному входному максимальному напряжению 2VA.

— только один диод, минимальная сложность схемы, минимальная стоимость выпрямления;

— высокие пульсации напряжения в нагрузке;

— подмагничивание сердечника трансформатора, неравномерная нагрузка на сеть (относится к низкочастотным трансформаторам, и импульсным двухтактным схемам) вследствие того, что мощность потребляется только в течение половины периода.

— в обратноходовых и прямоходовых однотактных преобразователях;

— в дополнительных цепях питания, имеющих существенном меньшую нагрузку по сравнению с основной.

Мостовой выпрямитель

Наиболее распространенная двухполупериодная схема выпрямления (рисунок RECT.3).Четыре диода, включенные таким образом, что работают попеременно. В течение положительного полупериода ток проводят диоды VD2 и VD3, в течение отрицательного – VD1 и VD4. Таким образом, мостовой выпрямитель обеспечивает подключение нагрузки к источнику в течение всего периода переменного напряжения. Выходное напряжение имеет форму полусинусоидальных волн, следующих друг за другом (рисунок RECT.4). Амплитуда напряжения на нагрузке меньше амплитуды входного переменного напряжения на величину 2VF – сумму падения напряжения на диодах, поскольку в мостовой схеме ток проходит через два диода:

Формула

Именно поэтому применение мостовой схемы нецелесообразно при низких входных напряжениях (менее 12-15 В) поскольку «все упадет» на диодах.

Максимальное напряжение на диодах равно единичному входному максимальному напряжению VA.

— малые пульсации напряжения в нагрузке;

— обеспечивает симметричную нагрузку трансформатора (без подмагничивания);

— нет необходимости в использовании хитрого трансформатора со средней точкой.

— четыре диода, определенная сложность схемы,

— высокий относительный уровень потерь (низкий КПД) при малом входном напряжении.

— в выходных выпрямителях двухтактных преобразователей при высоком выходном напряжении (более 15 В);

— в схемах с низкочастотным трансформатором;

— во входной цепи преобразователей с бестрансформаторным входом;

— в дополнительных цепях питания.

Двухполупериодный выпрямитель со средней точкой трансформатора

Основная схема выпрямления для малых выходных напряжений (12 В и менее). Особенность схемы состоит в использовании фактически двух выходных обмоток трансформатора, соединённых вместе так, чтобы напряжение на выводах обмоток относительно общей точки было противоположно по фазе (рисунок RECT.5). При этом в течение одного полупериода «работает» обмотка «1» с диодом VD1, а в другом полупериоде «работает» обмотка «2» с диодом VD2. При этом «полусинусоиды» поочередно складываются в результирующее напряжение на нагрузке, имеющее форму полуволн следующих друг за другом, как в мостовом преобразователе (рисунок RECT.6). Амплитуда напряжения на нагрузке меньше амплитуды входного переменного напряжения на величину VF – прямого падения напряжения на диоде:

Формула

В некотором роде этот выпрямитель представляет собой два однополупериодных выпрямителя включенных параллельно друг другу, но питающихся от обмоток находящихся в противофазе. Максимальное напряжение на диодах равно удвоенному входному максимальному напряжению 2VA.

— малые пульсации напряжения в нагрузке;

— обеспечивает симметричную нагрузку трансформатора (без подмагничивания);

— всего два диода, меньше в двухполупериодных схемах не бывает;

— высокая энергетическая эффективность, в том числе при малых выходных напряжениях.

— использование хитрого трансформатора с отводом от средней точки или соединенных двух обмоток, кроме этого габаритная мощность трансформатора должна быть выше по сравнению с мостовой схемой;

— два диода, сравнительная сложность схемы подключения вследствие необходимости соблюдать фазировку обмоток трансформатора;

— высокий относительный уровень потерь (низкий КПД) при малом входном напряжении.

— в выходных выпрямителях двухтактных преобразователей, в том числе при низком выходном напряжении (более 15 В);

— в схемах с низкочастотным трансформатором;

— в сильноточных и низковольтных цепях.

В реальности амплитуды напряжений обмоток (и их мощности) могут несколько отличаться друг от друга. Это необходимо контролировать экспериментально.

Работа выпрямителей совместно с конденсатором фильтра

Как правило, выпрямители работают в связке с конденсатором фильтра выполняющим функцию буферного накопителя энергии и сглаживающим пульсации напряжения. Эта схема включения выпрямителей имеет свои особенности. Об этом ниже.

Однополупериодный выпрямитель с конденсатором фильтра

Каждый из циклических периодов работы схемы однополупериодного выпрямителя с конденсатором фильтра можно условно разделить на два интервала (рисунок RECT.8):

I – в течение первого интервала когда напряжение источника превышает текущее значение напряжения на конденсаторе, диод находится в прямом смещении и проводит ток который подзаряжает конденсатор фильтра.

II – в течение второго интервала, который начинается когда напряжение источника становится меньше напряжения на только что подзаряженном конденсаторе фильтра, при этом к диоду приложено обратное напряжение и он не проводит ток. В этом интервале напряжение на фильтрующем конденсаторе плавно уменьшается в результате разряда током нагрузки. Величина обратного напряжения приложенного к диоду складывается из напряжения на конденсаторе VC и напряжения источника (обратная полуволна). Таким образом, в точке максимума к диоду фактически прикладывается удвоенное напряжение источника.

Резюме: Подзаряд конденсатора фильтра происходит только один раз в течение всего периода. К диоду прикладывается удвоенное напряжение питания выпрямителя.

Мостовой выпрямитель с конденсатором фильтра

В данном случае каждый из циклических периодов работы схемы однополупериодного выпрямителя с конденсатором фильтра можно условно разделить на четыре интервала (рисунок RECT.10):

I – в течение первого интервала текущее значение напряжения источника (положительная полуволна) превышает напряжение на конденсаторе, диоды VD2, VD3 в открыты прямом смещении и ток источника подзаряжает конденсатор фильтра. При этом к диодам VD1, VD4 прикладывается обратное напряжение равное VA (которое в этот период достигает своего максимума):

Формула Формула

VF – прямого падения напряжения на диоде.

II – в течение второго интервала, который начинается когда напряжение источника становится меньше напряжения на подзаряженном конденсаторе фильтра к диодам VD2, VD3прикладывается запирающее напряжение. В этот период все диоды моста находятся в закрытом состоянии и напряжение между ними перераспределятся по закону (рисунок RECT.10):

Формула Формула

Напряжение на фильтрующем конденсаторе VC плавно уменьшается в результате разряда током нагрузки.

III – в течение третьего интервала в момент когда напряжение отрицательной полуволны превышает напряжение на конденсаторе, другая пара диодов VD1, VD4 открывается и снова подзаряжается конденсатор фильтра. При этом уже к другой паре диодов VD2, VD3 прикладывается обратное напряжение равное VA (которое в этот период достигает своего максимума).

Формула Формула

IV – в течение четвертого интервала, который начинается когда напряжение источника становится меньше напряжения на подзаряженном конденсаторе фильтра к диодам VD2, VD3прикладывается запирающее напряжение. В этот период все диоды моста находятся в закрытом состоянии и напряжение между ними перераспределятся по закону (рисунок RECT.10):

Формула Формула

В течение интервала напряжение на фильтрующем конденсаторе плавно уменьшается в результате разряда током нагрузки.

Резюме: Подзаряд конденсатора фильтра происходит два раза в течение всего периода. Максимальное обратное напряжение, прикладываемое к диоду равно амплитуде напряжения питания выпрямителя.

Двухполупериодный выпрямитель со средней точкой с конденсатором фильтра

Аналогично мостовому выпрямителю каждый из циклических периодов работы схемы однополупериодного выпрямителя с конденсатором фильтра можно условно разделить на четыре интервала (рисунок RECT.12):

I – в течение первого интервала текущее значение напряжения VA1 верхней обмотки превышает напряжение на конденсаторе, диод VD1 в открыт и к конденсатор фильтра подзаряжается. При этом диоду VD2 прикладывается обратное напряжение сумме напряжений обмотки трансформатора VA2 (которое в этот период достигает своего максимума) и напряжения на конденсаторе VC:

Рисунок-схема Рисунок-схема

II – в течение второго интервала, который начинается когда напряжение на верхней обмотке становится меньше напряжения на подзаряженном конденсаторе фильтра CF к диоду VD1 прикладывается запирающее напряжение. В этот период оба диода находятся в закрытом состоянии и напряжение между ними перераспределятся по закону (рисунок RECT.12):

Формула Формула

В течение интервала напряжение на конденсаторе фильтра плавно уменьшается в результате разряда током нагрузки.

III – в течение третьего интервала аналогично интервалу I когда текущее значение напряжения VA2 верхней обмотки превышает напряжение на конденсаторе, диод VD2открывается и конденсатор фильтра подзаряжается. К диоду VD1 прикладывается обратное напряжение сумме напряжений обмотки трансформатора VA1 (которое в этот период достигает своего максимума) и напряжения на конденсаторе VC:

Формула Формула

IV – в течение четвертого интервала, который начинается когда напряжение на нижней обмотке VA2 становится меньше напряжения на подзаряженном конденсаторе фильтра к диоду VD2 прикладывается запирающее напряжение. В этот период оба диода находятся в закрытом состоянии и напряжение между ними перераспределятся по закону (рисунок RECT.12):

Формула Формула

В течение интервала напряжение на конденсаторе фильтра плавно уменьшается в результате разряда током нагрузки.

Резюме: Подзаряд конденсатора фильтра происходит два раза в течение всего периода. Максимальное обратное напряжение, прикладываемое к диоду равно удвоенной амплитуде напряжения на обмотке VA1, VA2.

Расчет емкости конденсатора при заданном уровне пульсаций напряжения на выходе мостового выпрямителя с конденсатором фильтра

Напряжение на входе и выходе мостового выпрямителя имеет вид, представленный на рисунке RECT.13 [Источники вторичного электропитания с бестрансформаторным входом. Бас А.А., Миловзоров В.П., Мусолин А.К. М.: Радио и Связь, 1987. 160 с.]. Там же представлены формы импульсов тока через диоды и тока нагрузки.

Видно, что энергия, запасаемая в конденсаторе фильтра передается в нагрузку в течение времени:

Формула

θ – угол в радианах (часть периода) в течение которого осуществляется заряд конденсатора.

Количество переданной энергии равно:

Формула

P – мощность, потребляемая нагрузкой.

С другой стороны, количество переданной энергии также равно:

Формула

VC_max – максимальное напряжение на конденсаторе фильтра;

ΔVС – абсолютные значения пульсаций напряжения на конденсаторе фильтра;

Cf – емкость конденсатора фильтра.

Приравнивая эти выражения для количества переданной энергии получим:

Формула

Формула

То можно выразить емкость конденсатора, обеспечивающую заданный уровень пульсаций:

Формула

или в другом виде:

Формула

При малом уровне пульсаций можно полагать, что:

Формула

Iload_rms – среднеквадратичное значение тока нагрузки;

Vout_ rms – среднеквадратичное значение напряжения на нагрузке.

Формула

Или сокращая множители в числителе и знаменателе получаем выражения для расчета емкости конденсатора фильтра Сf обеспечивающий заданный уровень пульсаций ΔVС (при условии синусоидальной форме напряжения):

Формула

VC_max – максимальное напряжение на конденсаторе фильтра;

ΔVС – абсолютные значения пульсаций напряжения на конденсаторе фильтра;

Iload_rms – действующее (среднеквадратичное) значение тока нагрузки;

Здесь максимальное напряжение на конденсаторе фильтра VC_max меньше амплитуды входного переменного напряжения VA на величину падения напряжения на выпрямителе Vrect:

Формула

Соотношения для расчета емкости конденсатора для двухполупериодного выпрямителя со средней точкой с конденсатором фильтра аналогично.

Расчет амплитуды импульсов тока при заданном уровне пульсаций напряжения на выходе мостового выпрямителя с конденсатором фильтра

Оценим амплитуду импульсов тока через диоды мостового выпрямителя.

Длительность импульса тока Δtθ составляет:

Формула Формула

Принимаем, что амплитуда пульсаций тока незначительна и ток через нагрузку можем считать постоянным и равным среднему току нагрузки Iload_avg, тогда заряд, протекающий через нагрузку в течение половины периода равен:

Формула

Форма импульсов тока через выпрямительные диоды хорошо аппроксимируется треугольником с высотой равной амплитудному значению тока IVD_max и шириной основания равной длительности Δtθ . Тогда заряд, протекающий через диоды за полупериод равен:

Формула

Из равенства электрического заряда проходящего через диоды полумоста QVD и заряда проходящего через нагрузку Qload в течение полупериода следует соотношение:

Формула

Откуда следует выражение для определения амплитуды импульсов тока:

Формула

Подставляя в которое выражение для длительности импульса тока Δtθ получаем:

Формула Формула Формула

VC_max – максимальное напряжение на конденсаторе фильтра;

ΔVС – абсолютные значения пульсаций напряжения на конденсаторе фильтра;

Iload_avg – среднее значение тока нагрузки;

Расчет по данным соотношениям имеет погрешность порядка 20-30 % (но в большую сторону, то есть с запасом).

Соотношения для расчета пульсаций напряжения на выходе двухполупериодного выпрямителя со средней точкой с конденсатором фильтра аналогично.

Однополупериодный выпрямитель. Достоинства, недоста-и.

Под действием напряжения на вторичной обмотке трансформатора ток в цепи нагрузки будет проходить только в течение тех полупериодов, когда напряжение на аноде диода будет больше, чем на катоде, то есть при положительной полуволне диод открыт (закоротка), через нагрузку протекает максимальный ток, при отрицател-й полуволне диод заперт(разрыв), тока через нагр-у нет.

Средние значения выпрямленных напряжения и тока:

Особенностью однополупериодного выпрямителя является то, что ток по вторичной обмотке протекает только полпериода, а вторые полпериода – холостой ход.

Достоинство – простота реализации.

– значительный уровень пульсаций выпрямленного напряжения;

– среднее значение тока цепи по первичной обмотке имеет постоянную составляющую.

Двухполупериодный выпрямитель со средней точкой.

Выпрямитель – это устройство, позволяющее получать однополярное выходное напряжение при двухполярном входном. Основные схемы выпрямителей можно разделить на однополупериодные и двухполупериодные. Входы выпрямителей подключаются ко вторичным обмоткам силового трансформатора, а выходы, как правило, к сглаживающему фильтру. Схема выпрямителя со средней точкой и временные диаграммы, поясняющие его работу, представлены на рис. 1.

Данный выпрямитель отличается от однополупериодного тем, что требует наличия двух идентичных обмоток силового трансформатора. Обмотки включены таким образом, что когда на верхнем выводе обмотки положительная полуволна, на нижнем выводе обмотки – отрицательная.Кроме этого, в выпрямителе используется дополнительный диод VD2. В результате схема представляет собой два однополупериодных выпрямителя, работающих через половину периода на общее сопротивление нагрузки. Схема выпрямителя со средней точкой отличается от схемы однополупериодного выпрямителя тем, что через силовой трансформатор не протекает постоянный ток. Однако за это приходится платить дополнительной обмоткой и дополнительным диодом. Средний ток через обмотки и диод в два раза меньше, чем ток нагрузки, т.е. по среднему току и напряжению на нагрузке схема в два раза эффективней схемы однополупериодного выпрямителя: ; .

– для двухполупериодного выпрямителя.

Мостовая схема двухполупериодного выпрямителя.

Недостатков рассмотренных схем, связанных с недоиспользованием обмоток силового трансформатора, лишена мостовая схема, представленная на рис.1.4.

Рис.1.4. Схема мостового выпрямителя – а), временные диаграммы его работы – б)

В данной схеме требуется силовой трансформатор с одной обмоткой, но в выпрямителе используется четыре диода. Когда на вторичной обмотке силового трансформатора положительная полуволна, открыты диоды VD1, VD2 (VD3, VD4 – закрыты) и напряжение подключается к сопротивлению нагрузки (см. рис. 4б, интервал времени ). При отрицательной полуволне на обмотке силового трансформатора открываются диоды VD3, VD4 (VD1, VD2 – закрыты) и к нагрузке прикладывается отрицательная полуволна (см. рис. 4а пунктир), но таким образом, что в нагрузке ток протекает в том же направлении, что и в предшествующий полупериод.

Достоинством данного выпрямителя является наличие в силовом трансформаторе всего лишь одной обмотки, по которой протекает переменный ток. Однако в отличие от предыдущей схемы последовательно с нагрузкой включены два полупроводниковых диода, т. е. происходит дополнительное падение напряжения на диоде, соответственно и выделение тепловой энергии.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *