Однополупериодный выпрямитель

Однополупериодный выпрямитель состоит из трансформатора, к вторичной обмотке которого последовательно подсоединены диод VD и нагрузочный резистор R_н. (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 – Схема однополупериодного выпрямителя

Для упрощения анализа работы выпрямителей трансформатор и диод считают идеальными, т. е. у трансформатора активное сопротивление обмоток, а у диода прямое сопротивление равны нулю; у диода обратное сопротивление равно бесконечности.

Рассмотрим работу выпрямителя с помощью временных диаграмм (рисунок 1.3). В первый полупериод от 0 до Т / 2 диод открыт, т. к. потенциал точки «а», выше потенциала точки «b», и под воздействием напряжения в цепи вторичной обмотки трансформатора возникает ток i_н. В интервале времени Т / 2 – Т диод закрыт, т. к. потенциал точки «b» выше потенциала точки «а», т. е. к диоду прикладывается обратное напряжение U₂. Ток в нагрузке отсутствует. При этом р = 1,57.

Рисунок 1.3 – Временные диаграммы одполупериодного выпрямителя

Двухполупериодный мостовой выпрямитель

Двухполупериодный мостовой выпрямитель состоит из трансформатора (Т_р) и четырех диодов (VD₁-VD₄), подключенных к вторичной обмотке трансформатора по мостовой схеме (рисунок 1.4).

VD₃

i_d3

U_н

Е

VD₄

VD₁

R_н

VD₂

i_d1

а

Т_р

U₂

U_с

Рисунок 1.4 – Схема двухполупериодного мостового выпрямителя

К одной из диагоналей моста подсоединяется вторичная обмотка Т_р, а к другой – нагрузочный резистор R_н. Каждая пара диодов VD₁, VD₃ и VD₂, VD₄ работает поочередно.

Рассмотрим временные диаграммы работы этого выпрямителя (рисунок 1.5).

В первый полупериод (0 – Т / 2) открыты VD₁ и VD₃, когда потенциал точки «а» выше потенциала точки «b». При этом в нагрузочном резисторе R_н появляется ток I_н. В этом интервале диоды VD₂ и VD₄ закрыты. В следующий полупериод (Т / 2 - Т) потенциал точки «b» выше потенциала точки «а», тогда диоды VD₂, VD₄ открыты, а VD₁ VD₃ закрыты. В оба полупериода ток через R_н имеет одно и то же направление. Коэффициент пульсаций р = 0,67.

U_н

Рисунок 1.5 – Временные диаграммы двухполупериодного мостового выпрямителя

Двухполупериодный выпрямитель с выводом средней точки вторичной обмотки трансформатора

Двухполупериодный выпрямитель с выводом средней точки обмотки трансформатора можно рассматривать как сочетание двух однополупериодных выпрямителей, включенных на один и тот же нагрузочный резистор (рисунок 1.6). В каждый из полупериодов напряжение на вторичной обмотке трансформатора работает либо верхняя, либо нижняя часть выпрямителя.

Когда потенциал точки «а» (см. схему) выше потенциала средней точки «0» (0 - Т / 2), то VD₁ открыт, а VD₂ – закрыт, т. к. потенциал точки «b» выше, а потенциал точки «а» ниже потенциала точки «0». Диод VD₂ при этом открыт, а VD₁ – закрыт, i_н имеет то же направление, что и в предыдущий полупериод. В такой схеме р  0,67.

R_н

Рисунок 1.6 – Схема двухполупериодного выпрямителя с выводом средней точки вторичной обмотки трансформатора

Временные диаграммы такого выпрямителя аналогичны временным диаграммам, показанным на рисунке 1.6.

Двухполупериодные выпрямители применяют для питания нагрузочных устройств малой и средней мощностей.

К выпрямителям большой и средней мощности относятся трехфазные выпрямители:

• с нейтральным выводом;

• мостовой.