2.3.3 Двухфазная двухполупериодная схема выпрямления

Двухполупериодный выпрямитель со средней точкой во вто­ричной

25

обмотке трансформатора при питании от однофазной се­ти переменного тока. Такой выпрямитель состоит из трансформа­тора со средним выводом TV, диодов VD₁ и VD₂ и активной нагрузки R_h ( рисунок 2.10)

a - принципиальная схема

б- временные диаграммы

Рисунок 2.10 - Схема выпрямителя двухфазного двухполупериодного и его

временные диаграммы

Трансформатор имеет одну первичную обмотку m₁=1 и вторич­ную обмотке с выводом от средней точки. Вторичную обмотку в данном случае можно рассматривать как две одинаковые вторичные обмотки, соединенных между собой согласно ( m₂=2).

Принцип работы. При включении выпрямителя в сеть переменного тока во вторичных обмотках индуктируется ЭДС.

Пусть в первый полупериод напряжение на вторичной обмотке сориентировано так, что верхних конец вторичной обмотки трансформатора положителен относительно нулевой точки, а нижний конец той же обмотки отрицателен (рисунок 2.10,а). В этом случае диод VD₁ будет открыт, так как его анод положителен по отношению к катоду. От нулевой точки по верхней половине вторичной обмотки трансформатора через первый диод VD₁, нагрузку R_h и опять к ну­левой точки вторичной обмотки потечёт ток i_н1. Диод VD₂ будет закрыт отрицательным напряжением.

Во второй полупериод напряжение на вторичных обмотках изменит свою полярность, откроется VD₂, а диод VD₁ закроется. Ток i_н2 потечёт от нулевой точки по нижней половине вторичной обмотки через второй диод, через нагрузку к нулевой точке. (рисунок 2.10,б). Диоды работают поочерёдно, а ток через нагрузку проходит все время в одном направлении, создавая на ней напряжение U_н. Кривые тока и напряжения совпадают по форме, но имеют разный масштаб.

Основные параметры данной схемы следующие :

• коэффициент использования трансформатора К_тр=0,54..0,71;

• частота первой гармоники равна f₁=2f_c;

26

• коэффициент обратного напряжения G=2,47...3,45 ;

• коэффициент пульсации k_п=0,67.

Анализ схемы выпрямления. Двухфазная схема выпрямления имеет следующие преимущества перед однополупериодной:

• габариты и масса трансформатора значительно меньше из-за лучшего использования обмоток и отсутствия подмагничевания;

• амплитуда тока через вентиль вдвое меньше ;

- частота пульсации выпрямленного напряжения вдвое выше что приводит к уменьшению габаритов и массы сглаживающего фильтра. По величине обратного напряжения на диоде обе схемы одинаковы.

Недостатки:

- необходимость делать средний вывод от вторичной обмотки трансформатор;

- использование двух диодов вместо одного. Рекомендации по применению. Двухфазную схему целесообразно

применять в цепях питания полупроводниковых приборов при боль­ших токах (5...50А) и малых напряжениях (порядка трёх вольт), так чтобы мощность, потребляемая' схемой от сети, не нарушала её симметричность.