- •Основы электроники
- •1. Полупроводниковые выпрямительные диоды и стабилитроны
- •2. Выпрямители и фильтры.
- •3. Биполярные транзисторы
- •4. Тиристоры
- •5. Полевые транзисторы
- •6. Биполярные транзисторы с изолированным затвором (igbt)
- •7. Операционные усилители
- •8. Элементы цифровой электроники
- •9. Микропроцессоры и микроЭвм
- •Литература
2. Выпрямители и фильтры.
Выпрямители- это устройства на основе диодов, тиристоров и (или) транзисторов, преобразующие напряжения и токи переменного знака в пульсирующие напряжения и токи.Пульсирующиенапряжения и токи изменяются во времени, но имеют постоянный знак.
Рис. 2.1. Однополупери- одный выпрямитель. |
Рис. 2.2. Однополупериодный выпрямитель с конденсатором. |
Рассмотрим схемы диодных выпрямителей. Напряжения источников будем считать синусоидальными - этот случай чаще всего встречается на практике.
Рис. 2.3. Напряжение нагрузки для схемы рис. 2.1. |
Достоинство однополупериодного выпрямителя, помимо его простоты - малое падение напряжения, так как между источником и нагрузкой включен всего один диод.
Действующее напряжение нагрузки в 2 раза меньше действующего значения напряжения источника, так как в среднем половину времени источник отключен от нагрузки (прямое напряжение на диоде здесь не учитываем).
Половинки синусоиды на рис. 2.3. соответствуют открытому состоянию диода, в это время источник питает нагрузку. Горизонтальные части кривой рис. 2.3. соответствуют закрытому состоянию диода.
Восходящие части кривой рис. 2.4 - кусочки синусоиды, они соответствуют открытому состоянию диода. В это время источник питает нагрузку и заряжает конденсатор. Нисходящие части кривой рис. 2.4 - кусочки экспонент, они соответствуют закрытому состоянию диода. В это время конденсатор разряжается на сопротивление нагрузки.
Рис. 2.4. Напряжение нагрузки для схемы рис. 2.2. C = 10 мкФ, R = 2 кОм. |
Рис. 2.5. Двухполупериодный выпрямитель. |
Рис. 2.6. Двухполупериодный выпрямитель с конденсатором. |
Рис. 2.7. Напряжение нагрузки для схемы рис. 2.5. |
К двухполупериодному выпрямителю также подключают фильтры для подавления пульсаций выпрямленного напряжения и увеличения его среднего и действующего значения (рис. 2.6).
Рис. 2.8. Напряжение нагрузки для схемы рис. 2.6. |
Рис. 2.9. Трехфазный выпрямитель. |
Амплитуда пульсаций выпрямленного напряжения у него намного меньше, чем у двухполупериодного и еще меньше, чем у однополупериодного выпрямителя.
Рис. 2.10. Напряжение нагрузки для схемы рис. 2.9. |
В заключение рассмотрим схемы Г-образного и П‑образного LC-фильтров (рис. 2.11, 2.12). Они могут применяться в сочетании с любыми выпрямителями. Они подавляют пульсации выпрямленного напряжения лучше, чем один конденсатор, но катушки индуктивности довольно тяжелы и громоздки, поэтому такие фильтры применяются только при необходимости.
Рис. 2.11. Г-образный LC-фильтр. |
Рис. 2.12. П-образный LC-фильтр. |