Структурная схема выпрямителя
Для подключения электронного устройства, непосредственно в промышленную сеть с переменным напряжением, необходимо преобразовать его в постоянное. Для преобразования переменного напряжения сети в постоянное, необходим выпрямитель. Выпрямители относят ко вторичным источникам питания в отличие от генераторов, аккумуляторов, батарей, которые называют первичными. Они широко применяются для питания не только электронных устройств, но и двигателей постоянного тока, электрохимических установок. Последовательность такого преобразования показана на рисунке 1.
Рисунок 1-Схема преобразования переменного напряжения в постоянное
Для питания транзисторной аппаратуры в большинстве случаев используются напряжения, меньше, чем сетевые. Это возможно при применении трансформатора, называемого силовым. Затем переменное напряжение надо преобразовать в постоянное. Постоянное напряжение получают в два этапа.
На первом этапе переменное напряжение преобразуется в пульсирующее, отличающиеся от переменного тем, что оно изменяется только в одну сторону от нулевого значения. Устройство, осуществляющее такое преобразование, называется выпрямителем.
Второй этап состоит в преобразовании с помощью электрического фильтра выпрямленного (пульсирующего) напряжения в постоянное.
Однополупериодный выпрямитель. Двухполупериодный выпрямитель
1. Схема однофазного однополупериодного выпрямителя
Для получения пульсирующего напряжения из переменного используют специальные элементы, обладающие односторонней электропроводностью: полупроводниковые и электроваккумные диоды. Схема такого выпрямителя показана на (рисунок 1.)
Рисунок 1-Схема однофазного однополупериодного выпрямителя
Самый простой выпрямитель можно построить на основе всего лишь одного выпрямительного элемента, например полупроводникового диода.
При подключении выпрямителя к источнику переменного напряжения Uвх в течение положительных полупериодов переменного напряжения диод VD оказывается включенным в прямом направлении, сопротивление его становится очень небольшим и через нагрузку Rн протекает ток, вызывающий на ней падение напряжения.
В течении отрицательных полупериодов диод включается в обратном направлении, его сопротивление становится очень большим, в результате чего ток, протекающий через диод и нагрузку, оказывается весьма малым. Таким образом, благодаря полупроводниковому диоду через нагрузку протекает пульсирующий ток.
Поскольку этот ток, протекает лишь в положительные полупериоды, а при отрицательных полупериодах очень мал, такой выпрямитель называют однополупериодным. Частота пульсации однополупериодного выпрямителя равна частоте напряжения, подводимого к выпрямителю.
Пульсирующий ток, протекая через нагрузку, создает на ней пульсирующее напряжение которое является источником сильных помех.
Однополупериодный выпрямитель прост по конструкции, однако обладает наименьшим по сравнению с другими видами выпрямителей коэффициентом полезного действия (КПД) и повышенными пульсациями выпрямленного напряжения. Амплитуда пульсаций значительно при возрастании тока нагрузки, так как при этом увеличивается разрядный ток конденсатора С. Поэтому однополупериодные выпрямители с емкостным фильтром используются для питания маломощных приемников и других устройств с малым током потребления.