1.2.3 Енергетичні характеристики діодів

Потужність, що розсіюється діодом, складається із втрат середньої потужності у прямому напрямі , середньої потужності втрат у зворотному напряміта середньої потужності втрат, які виникають при зворотному відновленні діода:

. (1.3)

Робочим параметром діода є також температура його корпусу.

Вибір діода для випрямляча визначається технічними вимогами з боку пристрою, в якому він використовується, необхідно враховувати також надійність його роботи та вартість. Дані щодо класифікації діодів за зворотною напругою , прямим струмомІ та потужністю наведені у таблиці 1.1.

Таблиця 1.1 – Класифікація діодів

Величина потужності	Напруга , В	Прямий струм І, А
Мала	10 – 1200	0,01 – 0,3
Середня	10 – 800	0,3 – 10
Велика	до 3500	10 – 1000

1.2.4 Паралельне та послідовне з'єднання діодів

Якщо необхідні значення струму чи напруги не можуть бути забезпечені за використання одного діода, то вмикають декілька діодів паралельно чи послідовно. Кількість діодів вибирають таким чином, щоб струм чи зворотна напруга не перевищували номінальне значення для окремого елемента [4].

Однак діоди одного типу можуть мати значний розкид прямої і зворотної характеристик. При паралельному з’єднанні діодів (рисунок 1.5) падіння напруг на них однакове, а розкид ВАХ призводить до того, що через діоди, які мають менший диференційний опір, протікають струми більші від розрахованих, і вони можуть бути перевантажені. При напрузі u, як видно з рисунка, струм діода значно перевищує струму діода.

Рисунок 1.5 – Напруги та струми при паралельному з’єднанні діодів

Для вирівнювання струмів у малопотужних випрямлячах послідовно з діодами вмикають резистори R1 = R2 , а у потужних – індуктивності (рисунок 1.6).

Рисунок 1.6 – Схеми вирівнювання струмів

при паралельному увімкненні діодів

При послідовному з’єднанні діодів через них протікає однаковий струм, а внаслідок розкиду їх зворотних опорів падіння напруг на діодах відрізняються (рисунок 1.7). Падіння напруги на діоді VD1 значно перевищує напругу на діоді VD2, що може призвести до електричного пробою діода VD1.

Для вирівнювання напруги на діодах паралельно їм вмикають шунтуючі резистори R_ш1 = R_ш2 , де– зворотний опір діода.

Рисунок 1.7 – Послідовне увімкнення діодів

1.3 Схеми випрямлення та їх класифікація

Класифікація схем проводиться за такими принципами [4]:

– за характером струму у навантаженні протягом кожного з півперіодів фазної напруги ( одно - та двопівперіодні);

– за кількістю фаз джерела живлення;

– за кількістю фаз змінної напруги, яка подається на випрямляч (однофазні та двофазні).

Принципові схеми випрямлячів різного типу наведені на рисунку 1.8.

Рисунок 1.8 – Схеми випрямлення

Однопівперіодні випрямлячі (рисунок 1.8,а, г, е) характеризуються тим, що струм у вторинній обмотці трансформатора і через відповідні вентилі протікає не більше половини періоду фазної напруги. В двопівперіодних схемах випрямлення струм у вторинній обмотці трансформатора протікає на протязі двох півперіодів чи їх частин (рисунок 1.8,б, в, д).

У залежності від виду мережі живлення випрямлячі діляться на однофазні (рисунок 1.8,а, б, в), які живляться від однофазного джерела, та трифазні, які живляться від трифазного джерела (рисунок 1.8,г, д, е).

В потужних випрямлячах (десятки і сотні кВт) штучно (додатковими обмотками) створюють шестифазні (е) і більше системи напруг. Ця група схем відноситься до багатофазних схем випрямлення.

Для порівняння різних схем випрямлення та математичного опису струму та напруги, які діють у випрямлячах, уводять поняття кількості фаз випрямлення [4]:

, (1.4)

де p – кількість фаз вхідної змінної напруги, яка випрямляється;

q – кількість півперіодів напруги, на протязі якого працюють вентилі.

Для схем рисунка 1.8, маємо:

а) ;

в) ;

е) .

Пристрої випрямлення характеризуються параметрами трансформатора, параметрами вентилів, вихідними параметрами. Основним енергетичним параметром є коефіцієнт корисної дії (ККД).