2.3. Схема мостового выпрямителя (схема Греца) Характер нагрузки активный

Схема Греца ─ это мост, в одну диагональ которого включается источник переменного напряжения, в другую ─ нагрузка (рис.13.8)

Схема мостового выпрямителя является двухполупериодным выпрямителем (ДПВ); она представляет собой как бы два однополупериодных выпрямителя, работающих на общую нагрузку, поэтому

(13.6)

Рис.13.8. Схема двухполупериодного выпрямителя ( схема Греца)

Рис.13.9. Диаграммы напряжений в узловых точках схемы выпрямителя

Качество выпрямления у такой схемы гораздо лучше, чем у однополупериодного выпрямителя, но напряжение на нагрузке, как видно из диаграммы (рис.13.9б), всё равно имеет пульсирующий характер. В то же время частота пульсаций увеличилась вдвое (f_п = 2f_с), следовательно, условия для фильтрации переменной составляющей более облегчённые, чем в ОПВ.

Коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения определяется через количество фаз «m»:

(13.7)

К_п < 1, следовательно, уровень переменной составляющей меньше среднего значения выпрямленного напряжения (U₀), что ещё раз подтверждает лучшее качество выпрямления.

В выпрямлении каждой полуволны питающего напряжения участвует два диода, соединённых последовательно (рис.13.10. и рис.13.11); об этом следует помнить при разработке низковольтных источников питания.

Рис.13.10 Прохождение тока в схеме с t0 по t1

Рис.13.11. Прохождение тока в схеме с t1 по t2

Ток, протекающий в цепи диода, ограничивается сопротивлением нагрузки и сопротивлением двух последовательно включенных диодов.

Для анализа обратного напряжения на диоде воспользуемся схемой замещения (рис.13.12) Диоды VD₁ и VD₂ считаем закрытыми.

Сопротивления открытых диодов VD₃ и VD₄ принимаем равными нулю.

Рис.13.12. Схема замещения мостового выпрямителя для анализа обратного напряжения на диодах VD₁ и VD₂ с t₁ по t₂

Для обратного напряжения закрытые диоды включены параллельно, следовательно, U_обр ≈ U_2max.

Теоретическое обобщение по теме.

1. Качество выпрямления улучшилось в сравнении со схемой ОПВ (К_п << 1).

2. Частота пульсаций выпрямленного напряжения увеличилась f_п = 2f_с.

3. В сравнении с ОПВ для получения одного и того же U₀ в схеме Греца требуется в два раза меньшее напряжение на вторичной обмотке трансформатора, следовательно, габариты выпрямительного устройства уменьшаются, а, если ещё увеличить частоту питающей сети, то габариты блока питания будут заметно меньше (например, в борт сети.

4. Отсутствует подмагничивание.

5. Трансформатор по мощности используется полностью.