3. Однофазная мостовая схема выпрямления
Данная схема, как и предыдущая, позволяет получить двухполупериодное выпрямление. Она содержит трансформатор и четыре диода, два из которых, соединяясь анодами, образуют общий минус выпрямителя, а два другие, соединяясь катодами, образуют общий плюс выпрямителя (рис. 3,а).
Рис. 3. Мостовая схема выпрямления (а), диаграммы напряжений
и токов в схеме (б)
В первый полупериод, когда потенциал точки а положителен, а точки b — отрицателен, диоды VD1 VD3 будут открыты, а диоды VD2, VD4 закрыты (находятся под обратным напряжением). В результате ток по схеме пойдет в направлении, показанном сплошными стрелками (рис. 3, а).
Во второй полупериод, когда потенциал точки b становится положительным, а точки а — отрицательным, открываются диоды VD2, VD4, а диоды VD1, VD3 оказываются закрытыми и находятся под обратным напряжением.
В результате ток по схеме пойдет в направлении, показанном пунктирными стрелками. Как видно из рис. 3, а, направление токов i0, протекающих через нагрузку в течение обоих полупериодов, совпадает, т. е. в схеме имеет место двухполупериодное выпрямление, как и в схеме со средним выводом (двухфазной).
На рис. 3,б показаны графики выпрямленного напряжения и0 и выпрямленного тока i0. Так как падение напряжения на обмотках трансформатора и в диодах относительно малы, форма выпрямленного напряжения и0 повторяет форму напряжения на вторичной обмотке трансформатора и2 и состоит из положительных полусинусоид напряжения и2. График выпрямленного тока i0 повторяет график напряжения и0
Как видно из схемы (рис. 3, а) токи i'2 и i''2 протекают по вторичной обмотке трансформатора в разных направлениях и результирующий ток i2 не содержит постоянной составляющей (рис. 3,а), поэтому вынужденное подмагничивание магнитопровода трансформатора в данной схеме отсутствует. Ток в первичной обмотке будет синусоидальным, а трансформатор работает в течение обоих полупериодов так, как если бы он был нагружен лишь на активное сопротивление.
Так как вторичная обмотка трансформатора работает полностью в течение каждого полупериода напряжения u2, то для получения одинаковых выпрямленных напряжений и0 в данной схеме и в двухфазной достаточно, чтобы напряжение u2 мостовой схемы было равно напряжению одной из полуобмоток трансформатора двухфазной схемы. Это обусловливает вдвое меньшее число витков вторичной обмотки и вдвое меньшее Uобр.и.п=U2m. Однако во вторичной обмотке протекает ток i2, действующее значение которого I2 больше, чем в половинах вторичной обмотки двухфазной схемы, поэтому требуется применить провод большего диаметра.
Достоинства мостовой схемы заключаются в следующем: размеры и масса трансформатора меньше вследствие лучшего использования обмоток, число витков вторичной обмотки в два раза меньше, габариты трансформатора меньше и проще схема, так как не требуется делать вывод средней точки.
Недостатками схемы являются: увеличенное количество диодов, а также увеличенные потери в диодах, определяемые увеличенным внутренним сопротивлением (одновременно открыты два последовательно включенных диода ).