Главная Промышленная автоматика.

3,14 раз больше выпрямленного напряжения); большой импульс тока через диод.

Однополупериодная схема выпрямления применяется при малой выходной мошности (порядка 1 ... 3 Вт) и низких требованиях к пульсациям выпрямленного напряжения. Чаше всего подобная схема выпрямления используется в сочетании с однотактным -преобразователем напряжения и емкостным фильтром для пре--образовация низковольтного напряжения питания постоянного то-жа в высоковольтное.

Однофазная двухполупериодная схема выпрямления со сред-«ей точкой (см. рис. 18,6) представляет собой сочетание двух параллельно -включенных однополупериодных схем, работающих по-•очередно на общее сопротивление нагрузки. Схема может работать от сети переменного тока только при наличии входного трансформатора, имеющего во вторичной обмотке отвод от средней точки. Подводи.мое к первичной обмотке напряжение Uc трансформируется во вторичные полуобмотки таким образом, что одно из них (например, Ub) является открывающи.м для диода Дь а другое {U"b) - закрывающим для диода Д2. Через диод Д1 и сопротивление нагрузки Я» в течение половины периода напряже-.ния сети протекает импульс тока, аналогичный импульсу одно-полупериодной схемы выпрямления. В следующий полупериод полярность напряжения на полуобмотках меняется на обратную, .диод Д] закрывается, а диод Дг открывается. В этом случае импульс токабудет протекать через Дг и сопротивление нагрузки J?H, т. е. ток через нагрузку протекает в течение каждого полупериода в одном направлении.

Поскольку токи во вторичных полуобмотках трансформатора лротекают поочередно в противоположных направлениях, подмаг-иичивание магнитопровода отсутствует.

Частота пульсаций первой гармоники выпрямленного напряжения равна удвоенной частоте сети: fn = 2/c.

Двухполупериодная схема выпрямления со средней точкой шмеет ряд преимуществ перед однополупериодной: при одинаковой выходной мощности меньше габариты и масса трансформато-,ра (из-за отсутствия подмагничивания); вдвое меньше амплиту-.да тока через выпрямительные диоды; вдвое выше частота пульсаций выпрямленного напряжения. По сравнению с мостовой в -двухполупериодпой схеме выпрямления со средней точкой меньше число диодов в плече и соответственно больше КПД. Оба диода могут быть установлены на общем радиаторе без электроизоля-

!ЦИИ.

Недостатки схе.мы - наличие на входе трансформатора; худ-гшее по сравнению с другими двухполупериодными схемами вы-црямления использование обмоток трансформатора (ток через жаждую полуобмотку протекает только в течение половины периода); высокое обратное напряжение на диодах; возможность появ--Ления на выходе схе.мы пульсаций с частотой сети из-за неси.м-зметрии плеч.



Схема выпрямления универсальна в применении, однако из за большого обратного напряжения на диодах для выпрямлениг высоковольтного напряжения применяется редко.

Однофазная мостовая двухполупериодпая схема выпрямления (см. рис. 18,б) представляет собой выпрямитель, выполненный на четырех диодах, включенных по мостовой схеме. В одну диагональ моста включена вторичная обмотка трансформатора, а в другую диагональ - сопротивление нагрузки. Напряжение электросети может быть подключено к мостовому выпрямителю непосредственно.

В течение одного из полупериодов напряжения сети ток нагрузки протекает через два последовательно соединенных диода, например Д1 п д4, в течение следующего полупериода - через два других диода {Д2, Дъ)- При наличии трансформатора ток через вторичную обмотку протекает в течение каждого полупериода, но в противоположных направлениях, поэтому подмагничивание магнитопровода исключается.

Преимущества мостовой схемы выпрямления перед схе.мой со средней точкой - меньшая габаритная мощность трансформатора; вдвое меньшее обратное напряжение на закрытом диоде; схема может работать без входного трансформатора; при наличии отвода от части вторичной обмотки возможно получение двух выходных напряжений (см. рис. il8,e, ж).

Недостатки схемы - большое число диодов, что снижает ее КПД и увеличивает стоимость; невозможность установки всех четырех диодов на общем радиаторе без электроизоляции.

Мостовая схема выпрямления универсальна в применении. Однако для выпрямления сравнительно низких напряжений она применяется редко, так как при выходных напряжениях, соизмеримых с падением напряжения на диодах, КПД выпрямителя резко снижается.

Все рассмотренные выше схемы выпрямления из-за большого уровня пульсаций очень редко работают непосредственно на активную нагрузку. Обычно между выпрямителем и нагрузкой включают сглаживающие фильтры.

9. Режим работы выпрямителя на нагрузку индуктивного и емкостного характера

Нагрузка выпрямителя имеет индуктивный характер в том случае, если последовательно с активным сопротивлением включена индуктивность, например дроссель фильтра 1ф, причем тис/ф2>/?н, где т - число используемых при выпрямлении полупериодов за период напряжения сети.

Однофазная однополупериодная схема выпрямления (см. рис. 18,а) на нагрузку индуктивного характера никогда не работает.

В однофазных мостовой и двухполупериодиой схемах выпрямления со средней точкой при работе их на нагрузку индуктивного характера (рис. 19,а) и 1ф->оо ток в нагрузке практически по-



стоянный. Однако на практике добиться этого трудно, особенно в маломощных выпрямителях, где сопротивление достаточно велико, а 1ф имеет конечное значение.

Нагрузка выпрямителя имеет емкостный характер в том случае, если параллельно активному сопротивлению включен

+ 0-

+ о-

- о-

др

г/о 4= г-;

1т • т


Ptrc. 19. Схемы сглаживающих фильтров: индуктивного (а), емкостного {б), Г-обрааного индуктивно-емкостного (в), а1Ктивно-вМ1Костного {г), П-образного индуктиБНО-емносгного (д), двухзвенного индуктивно-емкостного {е)

конденсатор фильтра (рис. 19,6). Емкость конденсатора Сф выбирается из условия

Рассмотрим работу однополупериодной схемы выпрямления на нагрузку емкостного характера. В однофазной однополупериодной схеме выпрямления (см. рис. 18,а) с емкостным фильтром (рис. 19,6) до подключения напряжения сети конденсатор Сф полностью разряжен. Напряжение на нем, а следовательно, и на сопротивлении нагрузки равно нулю. В момент подключения напряжения i7c, если полярность полупериода напряжения И. на вторичной обмотке трансформатора такова, что обеспечивает открывание диода, в цепи обмотки и диода возникнет импульс тока заряда конденсатора значительной амплитуды /д.и (рис. 20). Импульс тока достигнет максимального значения /д.и max при совпадении моментов включения f/c и прохождения через максимум (рис. 20, штриховая линия). Амплитудное значение импульса тока определяется внутренним сопротивлением контура обмотка - диод и па одип-два порядка может превышать среднее значение тока диода, т. е. необходимо применять достаточно мощный диод. Для ограничения зарядного тока приходится последова-

Все схемы рис. 19 будут подробно разобраны применительно к сглаживающим фильтрам.





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 [13] 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

0.004