Основные понятия и определения электроники. Компонентная база электроники, страница 26

Рис. 8.1. Схема однофазного двухполупериодного выпрямителя с нулевым выводом и его временные диаграммы работы

Схема содержит трансформатор T с двумя вторичными обмотками, включенными согласно. Положительная полуволна входного напряжения трансформируется в первую вторичную обмотку с положительным потенциалом относительно нулевого вывода, а во вторую вторичную обмотку – с отрицательным потенциалом. В результате диод VD₁ открывается, пропуская полуволну в нагрузку, а диод VD₂ закрывается. При отрицательной полуволне входного напряжения положительный потенциал появляется во второй вторичной обмотке и диод VD₂ открывается, пропуская полуволну в нагрузку, а диод VD₁ закрывается. В результате на нагрузке формируется выпрямленное напряжение, имеющее как переменную, так и постоянную составляющие. Постоянная составляющая равна среднему значению U_d . В таком выпрямителе частота переменной составляющей выходного напряжения вдвое выше, чем частота входного напряжения.

Схема двухполупериодного мостового выпрямителя (диодного моста) и его временные диаграммы работы приведены на рис. 8.2.

                                                 VD1             VD3                                                U

U₁ Uвых

Uвых

                                                VD2               VD4

Рис. 8.2. Схема и диаграммы работы двухполупериодного  мостового выпрямителя

В процессе работы выпрямителя на положительной полуволне входного напряжения открываются диоды VD₁ и VD₄ , пропуская ток в нагрузку, а на отрицательной полуволне – диоды VD₂ и VD₃ . Таким образом при периодическом изменении полярности напряжения U₂ токи через нагрузку R будут протекать в одном направлении.

Двухполупериодные выпрямители в подавляющем большинстве случаев применяются в блоках питания электронных устройств.

Схема трехфазного выпрямителя с нулевым проводом и его временные диаграммы работы приведены на рис. 8.3. Схема содержит трехфазный трансформатор T и диоды VD₁–VD₃ .

В таком выпрямителе частота переменной составляющей выходного напряжения втрое выше, чем частота входного напряжения. В процессе работы в каждый момент времени открыт только один из диодов. Открыт тот диод, на аноде которого в данный момент времени фазное напряжение больше, чем остальные два фазных напряжения (принцип максиселектора). В результате, на нагрузке формируется выпрямленное напряжение, представляющее собой огибающую системы фазных синусоид трехфазного напряжения.

Рис. 8.3. Схема и диаграммы работы трехфазного выпрямителя с нулевым проводом

Трехфазный выпрямитель с нулевым проводом имеет более высокое качество выпрямления, чем однофазные выпрямители.

Схема трехфазного мостового выпрямителя (схема Ларионова) и его временные диаграммы работы приведены на рис. 8.4.

U VD4 VD5 VD6   вых             Ud             t  

Рис. 8.4. Схема и диаграммы работы трехфазного мостового выпрямителя

В таком выпрямителе частота переменной составляющей выходного напряжения в шесть раз выше, чем частота входного напряжения. Схема работает за шесть тактов. В первый такт (заштрихованная область на рис. 8.4) максимальными по модулю являются значения положительной полуволны напряжения U_ab , и открыты диоды, попускающие эту полуволну в нагрузку, т. е. VD₁ и VD₅ . Во втором такте максимальными по модулю являются значения отрицательной полуволны напряжения U_ca , и открыты диоды VD₁ и VD₆ . Соответствие номера такта и открытых диодов сведены в таблицу 8.1. Далее процесс повторяется циклически.

Таблица 8.1

Очередность отпирания диодов в трехфазном мостовом выпрямителе