Двухполупериодная схема управляемого выпрямителя с нулевой точкой, работающая на активную нагрузку

1.Двухполупериодная схема управляемого выпрямителя с нулевой точкой, работающая на активную нагрузку

Схема выпрямителя показана на рис.1. необходимыми элементами. Необходимым элементом выпрямителя является силовой трансформатор с двумя вторичными обмотками, связанными с первичной обмоткой коэффициентом трансформации. Выходное напряжение U_dснимается между нулевой точкой трансформатора и общей точкой соединения катодов обоих диодов.

 Принцип действия схемы: к аноду диода Д₁  прикладывается    напряжение положительной полярности, а к аноду диода Д₂ - отрицательной. При указанной полярности напряжений на анодах диод Д₁ на интервале 0 — π открыт, а диод Д₂ закрыт. В открытом состоянии падение напряжения на диоде мало, практически все напряжение прикладывается к нагрузке R_н, создавая на ней напряжение U_d. На  данном интервале анодный ток диода равен току нагрузки. В конце интервала 0 — π напряжения и токи в схеме достигают нулевых значений.

При поступлении напряжения отрицательной полярности (интервал π- 2π) полярность напряжений на вторичных обмотках становится обратной. В проводящем состоянии находится диод Д₂, а диод Д₁ закрыт. В последующем процессы в схеме повторяются: поочередно проводят ток то диод Д₁, то диод Д₂.

Расчетные соотношения.

 Сопротивление нагрузки R_н = U_d/I_d.

Среднее значение выходного напряжения U_d:

Вторичное напряжение:

Среднее значение тока:

Средний ток через каждый диод составит: I_a = I_d/2.

Максимальное обратное напряжение:

2. Двухполупериодная схема управляемого выпрямителя с нулевой точкой, работающая на активно-индуктивную нагрузку

Принцип работы: режим работы диодов определяется напряжениями вторичных обмоток трансформатора. Диод Д₁ открыт на интервалах 0 -π, 2π - Зπ при положительной полуволне напряжения. А диод Д₂ - на интервале π - 2π при положительной полуволне напряжения. Кривая напряжения U_dобразуется напряжением U₂вторичных обмоток трансформатора и имеет тот же вид, что и при чисто активной нагрузке. Отличие заключается в том, что вследствие влияния индуктивности ток в цепи нагрузки I_dполучается сглаженным. Под действием индуктивности ток I_dне спадает до нуля при нулевых значениях напряжения U_d. Поскольку ток в цепи с индуктивностью отстает по фазе от напряжения, максимумы тока I_dследуют с некоторой задержкой во времени относительно максимумов напряжения U_d.

При увеличении индуктивности Lее сглаживающее действие повышается и пульсации в кривой U_dуменьшаются. В предположении L→∞ переменная составляющая U_d будет полностью приложена к дросселю L, а на нагрузке будет действовать только постоянная составляющая U_d. Изменение формы кривой i_dпо сравнению со случаем чисто активной нагрузки приводит к изменению вида кривых токов выпрямителя.

Поскольку переключение диодов осуществляется при изменении полярности напряжений в моменты времени 0, π, 2π, 3π и т. д., ток і_{а 1}будет определяться током i_dна интервалах 0 - π, 2π - 3π проводимости диода Д₁, а ток і_{а 2} - током i_dна интервале π- 2π проводимости диода Д₂. Форма кривых токов і_а1, i_a2 близка к прямоугольной. Их амплитуда равна I_d ≈U_d/R_н, а среднее значение I_а =I_d/2.

Среднее значение выпрямленного напряжения будет равно:

Среднее значение тока:

Максимальное обратное напряжение на вентиле:

3.Двухполупериодная схема выпрямителя с нулевой точкой, работающая на емкостную нагрузку

Активно-емкостная нагрузка выпрямителя (рис.1, а) создается при использовании конденсатора С для сглаживания кривой выпрямленного напряжения.

Поведение схемы, обусловливаемое процессами заряда и разряда конденсатора, характеризуется импульсным режимом ее работы.

Состояния диодов в схеме определяются напряжениями U_2.1, и U₂.₂. Для отпирания диода Д₁, или Д₂ недостаточно только изменения отрицательной полуволны напряжений U_2.1 или U_2.2 на положительную. Необходимо, чтобы указанные напряжения превысили напряжение на конденсаторе С, определяющее потенциал катодов диодов Д₁ и Д₂, и выходное напряжения U_d.

На интервале 0 – Q₁  U_2-1 >0 а U_2.2 < 0 оба диода закрыты. Диод Д₂ заперт, поскольку U_2.2< 0, и к диоду Д₂ прикладывается обратное напряжение, равное