Блок схема выпрямителя

В зависимости от требований качества напряжения питания нагрузки, источник питания может содержать все или только часть блоков. Количество и состав блоков зависит от требований к качеству напряжения нагрузки.

Функциональное назначение блоков

• Трансформатор необходим для согласования переменного напряжения сети ~U₁ с напряжением, требуемым для питания нагрузки (~U₂)

• Блок вентилей осуществляет преобразование переменного напряжения (~U₂) в постоянное напряжение (=U₃).

• Фильтр предназначен для того, чтобы уменьшить коэффициент пульсации выпрямленного напряжения (сглаживание пульсаций).

• Стабилизатор поддерживает на нагрузке напряжение на заданном уровне при изменении напряжения сети.

Типы исполнения блоков

1. Трансформаторы подразделяются по:

• мощности Р_тр–ра.

• числу фаз трансформатора.

• коэффициенту трансформации n_тр (показывает, во сколько раз отличается напряжение на вторичной обмотке относительно первичной).

2. Блок вентилей (различается схемой исполнения):

• однофазная однополупериодная;

• однофазные двухполупериодные:

• с выводом нулевой точки трансформатора;

• мостовая схема.

• трехфазные:

• с выводом нулевой точки трансформатора;

• мостовая схема.

• “m” фазные схемы, где m кратно 3 (6, 12, 24 и т.д.) или сложные (две или более простых схем, соединенных в одну).

Основные величины, характеризующие выпрямленное напряжение

• U_н – среднее значение выпрямленного напряжения нагрузки.

• I_н – средний за период ток нагрузки.

• – коэффициент пульсации выпрямленного напряжения.

(3)

где U_1(m) – амплитуда 1–ой гармонической составляющей;

U_н – выпрямленное напряжение.

• Кратность пульсаций выпрямленного напряжения

(4)

где f_п – частота пульсации;

f_с – частота питающей сети;

К_п = m – для однотактных схем (m – число фаз вторичных обмоток трансформатора);

К_п = 2m – для двухтактных схем.

3. Сглаживающие фильтры:

• пассивные (R, L, C)

• активные (системы регулирования напряжения, на транзисторах и др.)

Характеризуются коэффициентом сглаживания пульсаций (без активных потерь на фильтре):

(5)

где q_вх – коэффициент пульсаций на входе фильтра

q_вых – коэффициент пульсаций на выходе фильтра

С активными потерями:

(6)

где _а – коэффициент передачи анодной цепи.

4. Стабилизаторы:

• параметрические;

• компенсационные (импульсного непрерывного действия и др.).

Характеризуются коэффициентом стабилизации напряжения:

(7)

или

(8)

Чем выше К_ст, тем выше качество напряжения, передаваемого в нагрузку.

Эксплуатационные характеристики преобразователей

1. Выпрямленное напряжение, передаваемое в нагрузку: U_н.

2. Выпрямленный ток: I_н.

3. Коэффициент полезного действия: .

4. Коэффициент мощности выпрямителя: .

5. Внешняя характеристика: U_ср = f (I_ср).

6. Коэффициент пульсации по n–ой гармонике: .

(9)

7. Регулировочная характеристика: U_ср = f ().

1, 2, 6 – характеризуют качество выпрямленного напряжения.

3, 4 – энергетические параметры.