Принцип работы выпрямителя

временные диаграммы однополупериодного выпрямителя

Рассмотрим временные диаграммы однополупериодного выпрямителя в интервал времени 0-T/2 диод открыт φ_А > φ_В, в нагрузке течет ток i_{н .}

Когда T/2-T диод закрыт φ_А < φ_В, к диоду приложено U_2m.

Рис.3 Временные диаграммы однополупериодного выпрямителя

Ток и напряжение в нагрузке имеют пульсирующий характер и как следствие значительно отличаются от постоянных составляющих.

Основные электрические параметры выпрямителя

Диод в выпрямителях является основным элементом и во многом определяют основные показатели выпрямителей.

1. U_нср и I_нср – средние значения выпрямленных напряжения и тока в нагрузочном устройстве

2. мощность нагрузочного устройства P_нср=U_нср·I_нср

3. амплитуда основной гармоники U_оснг

4. коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения

5. КПД выпрямителя

6. Обратное максимально напряжение на запертом диоде U_обрmax

В однополупериодном выпрямителе теряется больше половины входного напряжения !

;

средневыпрямленный ток равен току через диод

Частота пульсаций выпрямленного напряжения равна частоте сетевого напряжения

f_п=f_осн

Выпрямленное напряжение имеет несинусоидальную форму сигнала, поэтому может быть разложено в ряд Фурье:

Так как частота пульсаций выпрямленного напряжения равна частоте сети, то при расчете коэффициента пульсаций берут напряжение основной первой гармоники:

;

p=1,57 - очень большой коэффициент пульсаций – это является недостатком схемы.

Обратное максимальное напряжение на запертом диоде равно амплитуде входного напряжения: U_обрmax=

При выборе выпрямительных диодов используются максимально допустимые параметры: ток прямой максимально допустимый и напряжение обратное максимально допустимое: I_прmax , U_обрmax .

Диод в выпрямителях является основным элементом, и его параметры во многом определяют основные параметры выпрямителей.

Двухполупериодный мостовой выпрямитель

Рис.4 Двухполупериодный мостовой выпрямитель.

ПРИНЦИП РАБОТЫ МОСТОВОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ

Мостовая схема диодов, подключена к вторичной обмотке трансформатора

Каждая пара диодов работает поочередно D₁D₃ и D₂D₄:

В 0-T/2 открыты D₁D_3, закрыты D₂D₄ в нагрузке течет ток Iн;

В T/2-T закрыты D₁D_3, открыты D₂D₄ в нагрузке течет ток Iн;

Частота пульсаций выпрямленного напряжения f _п=2fс= 100Гц.

Рис.5. Временные диаграммы мостового выпрямителя.

Основные параметры мостового выпрямителя

Средне выпрямленное напряжение-

Разложив напряжение в ряд Фурье, получим числовое значение коэффициента пульсаций:

fп=2fс

Амплитуда основной второй гармоники частотой 2ω, т.е. равна: _, следовательно коэффициент пульсаций будет равен:

Максимальное обратное напряжение на каждом из закрытых диодов имеет такое значение, что и в однополупериодном выпрямителе:

U_2m= ; U_обрmax=π·U_нср; U_обрmax=

Основной недостаток – это большое количество диодов.

В настоящее время выпускаются полупроводниковые выпрямительные блоки по мостовой схеме (КЦ 402, КЦ 403 и др.)