Выпрямители. Исследование выпрямительных схем: Методические указания и задания на лабораторную работу № 2, страница 2

,                                                              (3)

где  сопротивление нагрузки R_н считают в омах, а емкость конденсатора С - в микрофарадах.

При увеличении частоты питающей сети коэффициент пульсации уменьшается в соответствующее количество раз.

Рис. 5. Двухполупериодный  выпрямитель

а)                                                                                                      б)

Рис. 6. Напряжение на выходе двухополупериодного  выпрямителя без конденсатора С1 (а) и дополненного конденсатором С1 (б)

Рис. 7. Однополупериодный  выпрямитель, дополненный конденсатором С1

6. Мостовая схема выпрямления

6.1. Состав

Мостовая схема выпрямления (рис. 8) содержит две пары диодов, включенных по схеме четырехплечного моста и работающих поочередно на одну нагрузку.

Как и ранее, в схеме для его исследования в качестве питающей сети используется источник переменного напряжения V2, в качестве нагрузки - резистор R2. Для получения временных диаграмм используется осциллограф.

6.2. Работа схемы

В течение одного полупериода ток протекает через одну пару диодов, нагрузку R2 и вторичную обмотку трансформатора Т1. Во вторую половину периода работает другая пара диодов. Таким образом, через нагрузку ток протекает в течение всего периода в одном направлении (рис. 9.а). В этой схеме пульсации такие же, как и в предыдущей.

6.3. Достоинства и недостатки

К достоинствам схемы можно отнести возможность использования диодов с меньшим обратным напряжением и высокий коэффициент использования мощности.

6.4. Применение

Используется в устройствах повышенной мощности при выходных напряжениях от десятков до сотен вольт.

Рис. 8. Мостовой выпрямитель

  а)                                                                                                      б)

Рис. 9. Напряжение на выходе мостового выпрямителя без конденсатора С1 (а) и дополненного конденсатором С1 (б)

7. Умножители напряжения

7.1. Принцип действия

Принцип действия схем с умножением напряжения основан на использовании процесса разряда нескольких конденсаторов, заряженных через выпрямитель, на одну нагрузку. Наиболее часто на практике используются схемы удвоения (рис. 11) и утроения напряжения.

7.2. Работа схемы удвоения напряжения

Схема удвоения напряжения представляет собой соединение двух однополупериодных выпрямителей.

7.3. Применение

Применяется при высоких напряжениях (до 1...2 кВ) и небольших токах нагрузки.

7.4. Пульсации напряжения

Приближенная формула для коэффициента пульсации совпадает с выражением (2). Пульсации на каждом конденсаторе схемы удвоения в 2 раза больше пульсаций на ее выходе.

Рис. 11. Схема удвоения напряжения

Рис. 12. Напряжение на входе и выходе схемы удвоения напряжения

8. Задание на лабораторную работу

1.  Иcследовать однополупериодную схему выпрямления.

1.1.  Собрать схему (рис. 1). Выпрямительный диод использовать из л/р №1.  Трансформатор - «идеальный» (без потерь) TS_POWER_VIRTUAL из набора Basic.

1.2.  Наблюдать на экране осциллографа сигналы на входе и выходе выпрямителя.

1.3.  Добавить в схему конденсатор С1 (рис. 3). Наблюдать на экране осциллографа сигналы на входе и выходе выпрямителя.