Двухполупериодное выпрямление
1) Схема двухполупериодного выпрямителя с выводом от средней точки трансформатора без сглаживающего фильтра
В данной схеме используются оба полупериода синусоидального Uвх (график 1). Полярность выводов вторичной обмотки циклически изменяется с частотой сети. Пусть на входе положительный полупериод U, ему соответствует полярность без скобок, тогда VD1 – открыт, а VD2 – закрыт.
Цепь тока: + обмотки; VD1, Rн – обмотки.
На Rн возникает U, форма которого изображена на участке 0 – t1 на графике 2.
Пусть на входе отрицательный импульс напряжения (полярность указана в скобках), тогда VD1 – закрыт, а VD2 – открыт.
Цепь тока: + обмотки, VD2, Rн, - обмотки.
По схеме видно, что так в Rн не изменяет своего направления и на нагрузке возникает напряжения, форма которого изображена на участке t1, t2 на графике 2. Далее процесс циклически повторяется.
2
)Схема
двухполупериодного выпрямителя с
выводом от средней точки и сглаживающим
фильтром.
Работа схемы аналогична однополупериодной.
Сначала VD1 и VD2 поочередно открываются и импульсы тока через них заряжают Со практически до амплитудного значения.
Пусть в точке 1 Uс стало больше, чем напряжение на аноде VD1. Он закрывается, а VD2 и был закрыт. Поэтому на участке 1-2 Со разряжается на Rн.
В точке 2 Uс стало меньше, чем напряжение на аноде VD2, VD2 открывается и на участке 2-3 подзаряжается Со.
В точке 3 Uc стало больше, чем на аноде VD2, VD2 закрывается, а VD1 и был закрыт и на участке 3-4 Со разряжается на Rн.
Далее процесс продолжается.
Из графика видно, что пульсация в 2 раза меньше, чем в однополупериодной схеме. Чем больше Со, тем пульсаций меньше, т. к. за время разряда Uс изменяется на меньшую величину.
Схема с последовательным удвоением U
Схема позволяет получить на нагрузке выпрямленное удвоенное отфильтро- ванное напряжение. Пусть приходит отрицательная полуволна напряжения (+ в нижней части обмотки. VD2 открыт, VD1 закрыт. Цепь тока: + обмотки, VD2, Co1, Rб, - обмотки. Co1 зарядится до амплитуд-ного напряжения. При смене полярности VD2 закрыт, а VD1 открыт. К VD1 приложено напряжение Co1 и обмотки трансформатора (т.е. удвоенное). Цепь тока: + обмотки, Rб, Co1, VD1, Co2,- обмотки. Импульсы тока через VD1, которыми заряжаются Co2 имеют удвоенную амплитуду, поэтому Co2 зарядится до удвоенного напряжения. Это напряжение фильтруется Lф и Сф и прикладывается к нагрузке.
С хема Латура
С помощью схемы Uвх выпрямляется, удваивается, фильтруется и подается на нагрузку. При приходе положительной полуволны напряжения (+ в верхней части обмотки) VD1 открыт, а VD2 закрыт.
Цепь тока: + обмотки, Rб, VD1, Co1 – обмотки.
Со1 заряжается практически до амплитудного значения напряжения обмотки. При смене полярности: VD1 закрыт, а VD2 открыт.
Цепь тока: + обмотки, Со2, VD2, Rб – обмотки.
Со2 зарядится практически до амплитудного значения напряжения. Поскольку Со2 и Со1 соединены последовательно, то их напряжения складываются. Это удвоенное U фильтруется фильтром Lф и Сф и подается на нагрузку.
Резирвно-емкостные фильтры
На вход однозвенного фильтра прикладывается Uo с коэффициентом пульса- ции υо. Через Rф1 будет проходить постоянный выпрямленный ток с примесью переменного(пульсации). Поэтому на Rф1 будет падать как постоянное так и переменное напряжение. Падение постоянного напряжения вредно, т.к. при этом снижается U на нагрузке, а значит и КПД. Падение переменного напряжения снижает Кп на выходе. С выхода Rф1 смесь постоянного и переменного U прикладывается к Сф1. Его емкостное сопротивление
Хс=1/2πfc
При f=0 (постоянный ток) Хс→ поэтому постоянный ток на конденсатор не ответвляется. Для пульсирующего тока (f не равное 0) Хс уменьшается, поэтому пульсирующим током он будет заряжаются и большая часть пульсации не проходит на нагрузку. Кп на выходе фильтра:
КПФ=(КП0*Kr/Uф*Rф1*Сф1)*Uo, (1)
где Кr=4000 для однополупериодной схемы
Кr=2000 для двухполупериодной схемы
Из формулы видно, чем больше Rф1 и Сф1, тем меньше пульсации на выходе. Rф обычно КОм, Сф=10мк. Большие номиналы Rф1 применять не целесообразно, так как при этом снижается КПД схемы