- •1.1.1 Полупроводниковый диод и его параметры
- •1.1.2 Однофазные выпрямители с активной нагрузкой
- •1.1.3 Сглаживающие фильтры
- •1.1.4 Работа выпрямителя с емкостным фильтром
- •1.1.5 Внешние характеристики выпрямителей
- •Н Рисунок 1.8 - Внешние характеристики выпрямителя а рис.1.8 приведены внешние характеристики выпрямителя
- •1.3.1 Исследование внешних характеристик выпрямителя
- •1.3.2 Исследование влияния сглаживающих фильтров на форму токов и напряжений в выпрямителе
1.1.2 Однофазные выпрямители с активной нагрузкой
Для построения маломощных выпрямителей, питаемых от однофазной сети переменного тока, используют две схемы двухполупериодного выпрямления: схема с выводом средней точки вторичной обмотки трансформатор (с нулевым выводом) и мостовая схема. Рассмотрим работу этих схем с активной нагрузкой Rн.
На рис.1.4. представлена схема выпрямителя с выводом средней точки трансформатора и временные диаграммы, поясняющие ее работу.
Диоды VD1 и VD2 пропускают ток в нагрузку поочередно. В течение положительного полупериода сетевого напряжения на вторичных обмотках трансформатора (полярность указана без скобок) открыт диод VD1 и ток ia1 проходит через VD1, нагрузку и полуообмотку трансформатора с напряжением . В следующий полупериод сетевого напряжения (полярность указана в скобках) открывается диод VD2 и закрывается диод VD1. При этом ток нагрузки iн протекает по контуру через диод VD2, нагрузку Rн и полуобмотку трансформатора с напряжением . Таким образом, ток в цепи нагрузки течет в одном направлении в течение всего периода. Выпрямленное напряжение Uн представляет собой положительные полуволны напряжений и . При этом ток i1 первичной обмотки трансформатора будет синусоидален.
Рисунок 1.4 - Схема (а) и временные диаграммы токов и напряжений (б) выпрямителя
с выводом средней точки трансформатора
Данная схема выпрямителя имеет только два диода, к которым однако, предъявляются повышенные требования. Так, к закрытому диоду через другой открытый диод прикладывается обратное напряжение равное сумме , максимальное значение которого равно амплитуде обратного напряжения и в 2 раза превышает амплитуду выпрямленного напряжения.
Наиболее широкое применение находит однофазная мостовая схема выпрямителя (рис.1.5).
Диоды образуют мост, в одну диагональ которого включена вторичная обмотка трансформатора, а в другую – нагрузочный резистор Rн. Каждая пара диодов работает поочередно. При положительной полуволне напряжения U2 (полярность указана без скобок) открыты диоды VD1 и VD4. При этом ток в нагрузке протекает по контуру через вторичную обмотку трансформатора, диод VD1, резистор нагрузки Rн и диод VD4. В следующий полупериод (полярность U2 в скобках) ток проходит через диод VD2, нагрузку и диод VD3. Следовательно, в цепи нагрузки ток iн протекает в одном направлении в течение всего периода. Основные временные диаграммы в данной схеме такие же, как и в предыдущей. Различие заключается в том, что в ней к закрытому диоду прикладывается обратное напряжение, амплитуда которого равна амплитуде выпрямленного напряжения. Это является достоинством мостовой схемы. Сравнивая две схемы выпрямителя, можно сделать следующие выводы [1,2]:
-
Рисунок
1.5 - Схема мостового
выпрямителя
- обратное напряжение на диоде в мостовой схеме при одном и том же выпрямленном напряжении в два раза меньше, чем в схеме с выводом средней точки трансформатора;
- мостовая схема требует в два раза больше диодов.