8. Однофазная однополупериодная схема. Из каких элементов состоит? Принцип действия. Ток и напряжение в отдельных элементах схемы при положительной и отрицательной полуволнах

Простейшей схемой выпрямителя является однофазная однополупериодная схема (рис. 2.24, а). Трансформатор играет двойную роль: он служит для подачи на вход выпрямителя ЭДС , соответствующей заданной величине выпрямленного напряжения и ообеспечивает гальваническую развязку цепи нагрузки и питающей сети. Параметры, относящиеся к цепи постоянного тока, то есть к выходной цепи выпрямителя, принято обозначать с индексом (от английского слова direct – прямой): – сопротивление нагрузки; – мгновенное значение выпрямленного напряжения; – мгновенное значение выпрямленного тока.

Однополупериодный выпрямитель (четвертьмост)

Однополупериодный выпрямитель: график напряжения по времени до выпрямления — одна из возможных схем выпрямителя — и график напряжения по времени после выпрямления

Однако схема однополупериодного выпрямления нашла очень широкое распространение в импульсных блоках питания с частотой переменного напряжения свыше 10 КГц, широко применяющихся в современной бытовой и промышленной аппаратуре. Объясняется это тем, что при более высоких частотах пульсаций выпрямленного напряжения, для получения требуемых характеристик (заданного или допустимого коэффициента пульсаций), необходимы сглаживающие элементы с меньшими значениями емкости (индуктивности). Вес и размеры источников питания уменьшаются с повышением частоты входного переменного напряжения.

Однополупериодный выпрямитель или четвертьмост является простейшим выпрямителем и включает в себя один вентиль (диод или тиристор).

Допущения: нагрузка чисто активная, вентиль — идеальный электрический ключ.

Напряжение со вторичной обмотки трансформатора проходит через вентиль на нагрузку только в положительные полупериоды переменного напряжения. В отрицательные полупериоды вентиль закрыт, всё падение напряжения происходит на вентиле, а напряжение на нагрузке Uн равно нулю.

. Эта величина вдвое меньше, чем в полномостовом.

Недостатки:^[10]

Большая величина пульсаций
Сильная нагрузка на вентиль (требуется диод с большим средним выпрямленным током)
Низкий коэффициент использования габаритной мощности трансформатора (около 0,45) (не путать с КПД, который зависит от потерь в меди и потерь в стали и в однополупериодном выпрямителе почти такой же, как и в двухполупериодном).

Преимущество: экономия на количестве вентилей.

9. Поясните по электрической схеме блока, как протекает ток в однополупериодном выпрямителе. Осциллограмма на входе и выходе выпрямителя. Ток в нагрузке.

В 1 п/п t=0-T/2 при положительной полуволне (буква фи)2>фи1, к А VD(+)-диод открыт по VD и R_nпротекает ток I=T₀, падение напряжения на VD U=0

Во 2 п/п t=T/2-Tпри фи а <фи б к А ток на нагрузке протекает 1/2T – однополупериодное выпрямление

10. среднее значение выпрямленного тока и напряжения для однофазной однополупериодной схемы. Чему равно обратное напряжение? Коэффициент пульсации. Сравните с аналогичными показателями для однофазной мостовой схемы.

Среднее значение выпрямленного напряжения для однофазной однополупериодной схемы = =0,45