3.1.3 Мостовой выпрямитель
Схема мостового выпрямителя приведена на рисунке 3.4. Коэффициент трансформации определяется отношением числа витков n1 первичной обмотки к числу витков n2 вторичной обмотки трансформатора. Среднее значение выходного напряжения мостового выпрямителя вычисляется по формуле:
,
где
— максимум вторичного напряжения на
полной обмотке трансформатора;
— максимальное
значение напряжения на первичной обмотке
трансформатора.
Максимальное
обратное напряжение Umaх на каждом диоде
в схеме мостового выпрямителя равно
напряжению на вторичной обмотке
.
Частота выходного напряжения f для схемы
с мостовым выпрямителем вычисляется
по формуле:
,
где Т — период напряжения на выходе мостового выпрямителя.
Рисунок 3.4 — Мостовой выпрямитель
3.1.4 Емкостной фильтр на выходе выпрямителя
Если включить на выход выпрямителя (рисунок 3.5) конденсатор, то переменная составляющая выходного напряжения будет ослаблена. Среднее значение выходного напряжения выпрямителя с емкостным фильтром может быть приближенно найдено из следующего соотношения:
где
и
— максимум и минимум выходного
напряжения
;
— напряжение
пульсаций.
Коэффициент пульсации q выходного напряжения рассчитывается из следующего соотношения:
.
В
схеме выпрямителя с ёмкостным фильтром
на выходе конденсатор C1
фактически является накопителем энергии.
Конденсатор подзаряжается через диоды
выпрямителя и разряжается на нагрузку
(сопротивление R1)
при «провалах» напряжения. Если
предположить, что ток через нагрузку
остаётся постоянным (это справедливо
при небольших пульсациях), то напряжение
пульсаций приближённо будет равно
.
Эта формула выводится из условия, что
ток разряда конденсатора, а, следовательно,
и ток, протекающий через нагрузку, равен
.
Для обеспечения подавления пульсаций
конденсатор С1 подбирается так, чтобы
выполнялось условие R1∙C1>>1/f,
где f
—частота пульсаций. Подставив для
двухполупериодного выпрямителя вместо
Δt
значение 1/(2·f),
получим:
.
Если задана величина пульсаций, то номинал конденсатора С1 можно определить по формуле:
.
Рисунок 3.5 — Схема выпрямителя с ёмкостным фильтром на выходе
3.1.5 Диодные ограничители
Диодные ограничители предназначены для ограничения диапазона изменения входного напряжения. Различные схемы ограничителей показаны на рис. 3.6 — 3.8. На рисунке 3.6 приведена схема шунтирующего ограничителя. В этой схеме благодаря диоду выходное напряжение не превышает значения 0,6 В, при этом наличие диода никак не сказывается на меньших значениях напряжения. На рисунке 3.7 приведён последовательный диодный ограничитель. Он пропускает на выход напряжения, превышающие 0,6 В. На рисунке 3.8 приведена схема шунтирующего ограничителя на стабилитроне. В этой схеме благодаря стабилитрону выходное напряжение не превышает значения напряжения стабилизации, при этом наличие стабилитрона никак не сказывается на меньших значениях напряжения.
Рисунок 3.6 — Шунтирующий диодный ограничитель
Рисунок 3.7 — Последовательный диодный ограничитель
Рисунок 3.8 — Шунтирующий ограничитель на стабилитроне