На рис.6.2. приведена принципиальная схема однофазного двухполупериодного выпрямителя, собранного по мостовой схеме. На этом же рисунке приведены временные диаграммы, поясняющие работу выпрямителя.
Рис.6.2. Принципиальная схема мостового двухполупериодного выпрямителя (а) и временные диаграммы (б,в,г), поясняющие происходящие процессы.
В рассматриваемой схеме переменное напряжение сети U1 с помощью трансформатора изменяется (увеличивается или уменьшается ) до величины, определяемой требованиями к величине выпрямленного напряжения. С вторичной обмотки трансформатора переменное напряжение U2(t) подается на мостиковый выпрямитель. В течение положительного полупериода напряжения U2(t) могут быть открыты диоды В1 и ВЗ, а диоды В2 и В4 закрыты. В течение отрицательного полупериода U2(t) диоды В1, ВЗ, закрыты, а могут быть открыты диоды В2. В4. При замкнутом переключателе (S), как и в однополупериодном выпрямителе, диоды открываются только в те интервалы времени, когда U2(t) больше Uс(t)
В результате через диоды протекает импульсный ток id (см. рис. 6.2. в), заряжающий конденсатор Сф. За время протекания тока Сф заряжается до напряжения Uс, которое равно или несколько меньше максимального напряжения Um2. Отличие Uс от Um2 обычно не очень велико. После того, как U2(t) становится меньше Uс, ток id(t) прекращается и конденсатор начинает разряжаться через сопротивление Rн (см.рис.6.2.в). Зависимость от времени тока(Iн), протекающего через сопротивление нагрузки, приведена на рис.6.2.г. На рисунке 6.2.в пунктиром изображена также временная диаграмма изменения тока id(t) при разомкнутом переключателе S.
Как видно из рассмотрения временных диаграмм, при отключенном конденсаторе на нагрузке образуется пульсирующее напряжение. Включение конденсатора делает напряжение на нагрузке более сглаженным. Чем больше величина конденсатора, тем сильнее сглажено напряжение на нагрузке. Поэтому на выходах выпрямителей, используемых в ЭВМ, обычно включают конденсаторы, емкость которых составляет доли Фарады.
В тех случаях, когда необходимо уменьшить пульсации напряжения, на выходе выпрямителя включают дополнительные фильтры нижних частот. Существенно можно уменьшить пульсации на выходе выпрямителя также при использовании стабилизаторов напряжения.
Обычно фильтры нижних частот строят на основе катушек индуктивности и конденсаторов, сопротивление которых зависит от частоты проходящего через них тока. У индуктивных катушек активное сопротивление постоянному току мало, а индуктивное сопротивление переменного току линейно увеличивается с ростом частоты (ХL=wL). При включении катушки индуктивности последовательно с нагрузкой, падение напряжения на нагрузке от переменной составляющей тока снижается, т.е. пульсации выпрямленного тока уменьшаются. Сопротивление конденсатора переменному току уменьшается с ростом частоты (Хс=1/wС). Поэтому сопротивление конденсатора переменной составляющей тока значительно меньше, чем постоянной, в результате этого пульсация выпрямленного напряжения уменьшается.
Эффективность работы сглаживающего фильтра оценивается коэффициентом сглаживания Кс=Кп. вх / Кп. вых .
Коэффициенты пульсаций Кп равны отношению амплитуд переменной составляющей выпрямленного напряжения (Um~) к постоянной составляющей, равной среднему значению выпрямленного напряжения (Uср.)
Kп=Um~ / U ср.
Если требуется обеспечить более высокий коэффициент сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения, используются более сложные фильтры нижних частот; Г-образные LC или RC типа (см. рис.6.3.).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.