Основні принципи побудови та використання діодних схем. Малопотужні випрямлячі. Робота випрямляча на активно-реактивне навантаження, страница 2

Враховуючи фільтруючу властивість дроселя, можна стверджувати, що змінна складова струму не буде перевищувати одиниць відсотків і не впливатиме на роботу схеми. В такому випадку випрямлений стум можна вважати ідеально зглаженим (Рис.2.2б,в),а струм діодів і обмоток  трансформатора представляється у вигляді прямокутних імпульсів. Велика індуктивність навантаження L_d при будь-яких можливих змінах струму I_d буде створювати е.р.с. самоіндукції, направлену на підтри-мання його незмінності. Така особ-ливість індуктивного навантаження відкриває можливість розглядати роботу випрямляча дещо з іншого боку. Тобто, навантаження з індук-тивністю L_d можна розглядати як джерело постійного струму, напря-мок протікання якого через діоди VD1 або VD2 забезпечується напру-гою вторинних обмоток трансфор-матора. В розглядаємому випадку діоди VD1 і VD2 можна розглядати як керуємі комутатори, відкриття і закриття яких забезпечується

Рис.2.3                     напругами u₂₁ і u_22.

Середнє значення вихідної напруги випрямляча обчислюється за формулою (2), а середнє значення струму в навантаженні – за (3).

Максимальний струм, що протікає через діод:

I_VDm = I_d, а його середнє значення

I_VD = I_d / 2.

Максимальне значення зворотньої напруги обчислюється за (4) і, як висновок – розрахункові параметри для вибору діодів не змінились при індуктивному навантаженні.

При виборі трансформатора виходять з обчислення діючих значень струмів в обмотках. В результаті обчислень встановлена слідуюча залежність потужності трансформатора від навантаження:

S₁=1.34 P_d.

Важливим моментом, який слід враховувати, використовуючи випрямлячі при роботі на R-L навантаження, являється те, що струм первинної обмотки трансформатора має прямокутно-ступінчатий характер.(Рис.2.2,в) Фактично це означає,  що поряд з першою гармонікою i₁ в мережі з’являться гармоніки більш високих порядків. Тобто, з точки зору навантаження електричної мережі, випрямляч представляє собою нелінійний блок, який генерує в зовнішнє коло гармоніки вищих порядків.

З точки зору практичного використання, розглянута схема випрямляча має переважне використання при низьких напругах, необхідних для споживачів, і великих струмах.

Робота однофазного мостового випрямляча на

активно-ємнісне навантаження.

Випрямлячі, які пра-цюють на активно-ємнісне навантаження здебільшого використовуються в дже-релах живлення побутової радіоелектроніки, комп’ю-терів, медичної апаратури, а також в технологічних пристроях з ємнісними накопичувачами енергії. Вони характеризуються малими струмами наванта-ження і порівняно високи-ми вихідними напругами. В таких пристроях як правило використовуються однофазні мостові випрямлячі.(Рис 2.3)

З моменту часу  w₀t=0 наростаюча напруга u₂(t) вторинної обмотки w₂ трансформатора Tр напра-влена плюсом до анода

Рис.2.4.                                 діода VD1 і мінусом до катода діода VD2. В результаті створюється коло протікання струму –w₂, VD1,C_d || R_d,VD2 ,w₂.

Паралельно з протіканням струму через R_d заряджається конденсатор С_d. Якщо активні опори кола, по якому проходить заряд конденсатора, малі настільки, що R₃C <  = T₀ (R₃ – сумарний активний опір обмотки трансформатора і діодів), то конденсатор заряджається по напівсинусоїді напруги живлення  (рис.2.3, б) до її амплітудного значення. З моменту p/2 напруга u₂(t) починає зменшуватись, а конденсатор з постійною часу  R_d C_d розряжатись на навантаження. Реально завжди в таких схемах являється справедливим співвідношення:

R_d C_d>>T₀.

Воно говорить про те, що u₂(t) зменшується набагато швидше, ніж напруга на конденсаторі, і як результат, позитивна напруга верхньої обкладки конденсатора С_d, прикладаючись до катода VD1, запирає його.