Двухполупериодный выпрямитель
Наиболее широкое распространение получила мостовая схема двухполупериодного выпрямителя (рис. 4). Рис. 4. Мостовая схема двухполупериодного выпрямителя Схема состоит из силового трансформатора Тр и четырех диодов Д1—Д4.. К диагонали моста ас подключена вторичная обмотка трансформатора, к диагонали bd — сопротивление нагрузки Rн. Временные диаграммы напряжений на выходе трансформатора u2 и выходе выпрямителя uн представлены на рис.5. Рис. 5. Графики напряжения в мостовой схеме выпрямителя. В положительный полупериод напряжения и2 (рис. 5, а), когда потенциал точки а выше потенциала точки с (см. рис. 4), открыты диоды Д1 и Дз и ток проходит по цепи: точка а, диод Д1, сопротивление нагрузки Rн, диод Дз, точка с. В отрицательный полупериод напряжения и2 открыты диоды Д2 и Д4 и теперь ток проходит по цепи: точка с, диод Д2,, Rн , диод Д4 точка а. Через сопротивление нагрузки Rн ток проходит все время в неизменном направлении. Таким образом, ток в нагрузке имеет форму, показанную на рис.5,б, что и соответствует двухполупериодному выпрямлению. Постоянная составляющая тока нагрузки Iо определяется, как и в схеме однополупериодного выпрямителя, средним значением тока iн: I0 = 2 0,318 I2m = 0,636 I2m , т. е. в двухполупериодном выпрямителе постоянная составляющая тока в два раза больше, чем в однополупериодном. Так как в мостовой схеме через вторичную обмотку трансформатора проходит синусоидальный ток i2 , то I2m = и, Iо =0,9 I2. Сравнив это значение тока с Iо для однополупериодного выпрямителя, приходим к выводу, что в даннойсхеме гораздо лучше используются обмотки трансформатора по току. Это позволяет значительно уменьшить габариты трансформатора. Найдем теперь соотношение между U0 и U2 . Так как постоянная составляющая напряжения U0 = I0 Rн , то U0 = 0,636 I2m Rн. Если учесть, что Rн Rпр.д, то I2m Rн = U2m , т.е. U0 = 0,636 U Так как U2m = U2, то получим U0 = 0,9 U2. Обратное напряжение, действующее на каждый диод в данной схеме такое же, как в схеме однополупериодного выпрямителя. Действительно, когда диоды Д1 и Дз открыты, к диоду Д2 приложено полное обратное напряжение вторичной обмотки через открытый диод Д1. Точно такое же обратное напряжение приложено и к диоду Д4. Следовательно, Uобрm=U2m = U2= 1,57 U0. Данная схема характеризуется хорошим использованием элементов выпрямителя и трансформатора. Поэтому в настоящее время она находит наибольшее применение для выпрямления однофазного тока. 2.3. Сглаживающие фильтры. Так как выпрямленное напряжение – пульсирующее, для получения постоянного напряжения на выходе выпрямителя обычно ставят сглаживающий фильтр. Сглаживающий фильтр – это устройство, предназначенное для уменьшения переменной составляющей выпрямленного напряжения. Степень пульсации выпрямленного напряжения характеризуется коэффициентом пульсаций, который равен отношению амплитуды первой (основной) гармоники пульсаций к среднему значению выходного напряжения. , где - амплитуда переменной составляющей; - среднее значение выпрямленного напряжения. Сглаживающее действие фильтра характеризуется его коэффициентом сглаживания, который равен отношению коэффициента пульсации на входе фильтра к коэффициенту пульсации на выходе фильтра. Наиболее простым из фильтров является конденсатор, включенный параллельно нагрузке (рис. 6). Рис. 6. Схема двухполупериодного выпрямителя с фильтром. Рассмотрим влияние конденсатора. На протяжении положительного полупериода ток через диод будет протекать лишь тогда, когда напряжение вторичной обмотки больше напряжения на конденсаторе. Конденсатор в эти промежутки времени будет заряжаться током, протекающим через диод. Напряжение на конденсаторе и нагрузке возрастает по экспоненциальному закону, а скорость нарастания зависит от постоянной времени цепи заряда конденсатора , где С – емкость конденсатора, а r0 – внутреннее сопротивление выпрямителя, которое для данной схемы равно сумме внутреннего сопротивления диода и активного сопротивления вторичной обмотки трансформатора. Когда диод не проводит ток, конденсатор разряжается на сопротивление нагрузки, причем ток в нагрузке имеет прежнее направление. Напряжение на конденсаторе уменьшается по экспоненциальному закону, и скорость разряда зависит от постоянной цепи разряда конденсатора . Если > , где - период напряжения сети, то к моменту начала следующего заряда конденсатор не успеет разрядиться и напряжение на нагрузке не падает до нуля. Временные диаграммы напряжений на выходе выпрямителя uн представлены на рис.7.
Рис. 7. Диаграммы напряжений двухполупериодного выпрямителя с фильтром. Таким образом, пульсации выпрямленного напряжения меньше, если на выходе выпрямителя установлен фильтр.
Популярное: Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (618)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |