41. Двухполупериодный выпрямитель со средней точкой. Выбор диодов. Связь между Un n, u0, u. Достоинства, недостатки
Выпрямитель – это устройство, позволяющее получать однополярное выходное напряжение при двухполярном входном. Основные схемы выпрямителей можно разделить на однополупериодные и двухполупериодные. Входы выпрямителей подключаются ко вторичным обмоткам силового трансформатора, а выходы, как правило, к сглаживающему фильтру. Схема выпрямителя со средней точкой и временные диаграммы, поясняющие его работу, представлены на рис. 1.
Рис.1. Схема двухполупериодного выпрямителя со средней точкой – а), временные диаграммы его работы – б)
Данный выпрямитель
отличается от однополупериодного тем,
что требует наличия двух идентичных
обмоток силового трансформатора. Обмотки
включены таким образом, что когда на
верхнем выводе обмотки
положительная полуволна, на нижнем
выводе обмотки
– отрицательная (относительно общего
вывода обмоток). Кроме этого, в выпрямителе
используется дополнительный диод VD2.
В результате схема представляет собой
два однополупериодных выпрямителя,
работающих через половину периода на
общее сопротивление нагрузки. Схема
выпрямителя со средней точкой отличается
от схемы однополупериодного выпрямителя
тем, что через силовой трансформатор
не протекает постоянный ток. Однако за
это приходится платить дополнительной
обмоткой и дополнительным диодом.
Средний ток через обмотки и диод в два
раза меньше, чем ток нагрузки, т.е. по
среднему току и напряжению на нагрузке
схема в два раза эффективней схемы
однополупериодного выпрямителя:
;
.
При выборе диодов нужно учитывать, что:
Основной недостаток: недоиспользование меди в трансформаторе, так как одна обмотка работает только пол периода.
Достоинство: меньше пульсации в схеме и среднее напряжение в два раза выше по сравнению с однополупериодными.
средние значения выпрямленных напряжения и тока:
,
.
42. Мостовая схема двухполупериодного выпрямителя. Выбор диода. Связь между Un , u0, u. Достоинства, недостатки.
В данной схеме
требуется силовой трансформатор с одной
обмоткой, но в выпрямителе используется
четыре диода. Когда на вторичной обмотке
силового трансформатора положительная
полуволна, открыты диоды VD1,
VD2
(VD3,
VD4
– закрыты) и напряжение
подключается к сопротивлению нагрузки
(см. рис. 4б, интервал времени
).
При отрицательной полуволне на обмотке
силового трансформатора открываются
диоды VD3,
VD4
(VD1,
VD2
– закрыты) и к нагрузке прикладывается
отрицательная полуволна (см. рис. 4а
пунктир), но таким образом, что в нагрузке
ток протекает в том же направлении, что
и в предшествующий полупериод.
- условное обозначение диодного моста.
Достоинство: полное использование меди.
Недостаток: теряем 1.4 В на двух диодах.
Достоинством данного выпрямителя является наличие в силовом трансформаторе всего лишь одной обмотки, по которой протекает переменный ток. Однако в отличие от схемы со средней точкой последовательно с нагрузкой включены два полупроводниковых диода, т. е. происходит дополнительное падение напряжения на диоде, соответственно и выделение тепловой энергии.
Полученное с помощью выпрямителя однополярное напряжение непригодно для дальнейшего использования, поскольку его уровень падает до нуля. Для уменьшения провалов напряжения используют сглаживающие фильтры, призванные уменьшить уровень пульсаций выходного напряжения выпрямителя до уровня, при котором стабилизатор работает устойчиво.
средние значения выпрямленных напряжения и тока:
, .