Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Электроника лекции(Word 2003).doc
Скачиваний:
55
Добавлен:
23.09.2019
Размер:
13.46 Mб
Скачать

Выпрямители. Схемы выпрямления.

Выпрямление переменного тока – один из основных процессов в радиоэлектронике. Выпрямление необходимо для выделения постоянной составляющей тока или напряжения из гармонического сигнала, для которого постоянная составляющая за один период колебаний равна нулю.

Такое преобразование возможно только с применением приборов обладающих вентильными свойствами – различными сопротивлениями при изменении полярности сигнала. Полупроводниковый диод относится к элементам с сильно выраженными вентильными характеристиками.

В выпрямительном устройстве энергия переменного тока преобразуется в энергию постоянного тока (тока, содержащего постоянную составляющую).

Любой выпрямитель можно рассматривать как потребитель переменного тока и как генератор постоянного тока.

Потребитель Генератор

переменного тока постоянного тока

Схема однополупериодного выпрямителя

Среднее значение периодической функции f(t) за период Т определяется по формуле:

, если ,то Uср=0 (за период)

Прямая со стрелкой 193 Прямая со стрелкой 194 Прямая со стрелкой 195 Группа 196 для одной полуволны

Прямая со стрелкой 192 Прямая со стрелкой 191 для двух полуволн

Если генератор ег формирует синусоидальную ЭДС и его внутренним сопротивлением можно пренебречь, то в течение одного полупериода напряжение + → для диода является прямым и через него протекает ток, создающий на нагрузке Rн напряжение URн. В течение другого полупериода напряжение ─ → + для диода будет обратным и ток через него будет отсутствовать (Iобр=I0≈0).

На нагрузке создаётся напряжение, которое длится полпериода, а полпериода – отсутствует.

Такое выпрямление является однополупериодным, т.е. происходящее в течение одного полупериода.

Недостаток – не используется энергия отрицательной полуволны напряжения. Поэтому

Повышение эффективности выпрямления возможно при двухполупериодном выпрямлении, когда используется энергия обеих полуволн.

Такое выпрямление возможно получить двумя способами:

- с помощью мостовой схемы;

- с помощью трансформатора со средней точкой и двух однополупериодных выпрямителей.

Мостовая схема двухполупериодного выпрямителя

При подаче на вход мостовой схемы положительной полярности ток протекает по следующей цепи: +ег – Д1 – +Rн – -Rн – Д4 – -ег;

при отрицательной полярности следующая цепь: (+)ег – Д2 – (+)Rн – (-)Rн – Д3 – (-)ег.

В результате через нагрузку протекает ток в одном направлении при любой полярности на входе выпрямителя.

Другой вариант схемы двухполупериодного выпрямления может быть реализована с помощью специального трансформатора со средней точкой и двух диодов.

Н едостаток схемы: наличие трансформатора и двойная амплитуда обратного напряжения на диодах.

;

;

Поскольку , то .

В рассмотренных схемах выпрямителей к диодам, обычно, не предъявляются высокие требования по быстродействию, ёмкости p-n перехода и стабильности параметров.

Поэтому диоды, предназначенные для преобразования переменного тока невысокой частоты в постоянный называют выпрямительными.

Основные параметры выпрямительных диодов:

1.

Uобр.max

– максимально допустимое обратное напряжение, которое диод может выдержать в течение длительного времени (от десятков до тысяч вольт);

2.

Iср.пр

– средний выпрямленный ток (среднее значение выпрямленного тока за период) – от сотен мА до десятков А;

3.

Iимп

– импульсный прямой ток (пиковое значение тока при заданной длительности, скважности и форме импульса);

4.

Iобр.ср

– средний обратный ток (средний за период) – от долей мкА до единиц мА;

5.

Uпр.ср

– среднее прямое напряжение при заданном прямом токе (доли В);

6.

Рср

– средняя рассеиваемая мощность (за период), при протекании прямого и обратного токов;

7.

rдиф

– дифференциальное сопротивление диода (от единиц до сотен Ом);

8.

t°C

– максимальная температура корпуса.