8. Структурная схема, принцип работы нелинейного ивэ.

Источник Вторичного Электропитания

Рассмотрим структурную схему устройства ИВЭ.

Рис.1. структурная схема ИВЭ.

На входе трансформатор изменяет переменное напряжение Uс до требуемого значения U2, то есть согласует входное напряжение с нагрузкой и осуществляет электрическую развязку источника выпрямительного напряжения и нагрузочного устройства.

После трансформатора стоит вентильная диодная группа (1 или несколько вентилей), где U2 преобразуется в пульсирующее напряжение Uп2. Количество вентилей зависит от схемы выпрямителя.

В выпрямительном напряжении Uп2 помимо постоянной составляющей присутствует переменная, которая с помощью сглаживающего фильтра Сф снижается до требуемого уровня Uф2 и имеет очень маленькие пульсации.

Стабилизатор поддерживает неизменным Uн в нагрузочном устройстве Rн.

В зависимости от условий работы некоторые блоки могут отсутствовать (трансформатор или стабилизатор).

Принцип работы выпрямителя

временные диаграммы однополупериодного выпрямителя

Рассмотрим временные диаграммы однополупериодного выпрямителя в интервал времени 0-T/2 диод открыт φ_А > φ_В, в нагрузке течет ток i_{н .}

Когда T/2-T диод закрыт φ_А < φ_В, к диоду приложено U_2m.

Рис.3 Временные диаграммы однополупериодного выпрямителя

Ток и напряжение в нагрузке имеют пульсирующий характер и как следствие значительно отличаются от постоянных составляющих.

Основные электрические параметры выпрямителя

Диод в выпрямителях является основным элементом и во многом определяют основные показатели выпрямителей.

1. U_нср и I_нср – средние значения выпрямленных напряжения и тока в нагрузочном устройстве

2. мощность нагрузочного устройства P_нср=U_нср·I_нср

3. амплитуда основной гармоники U_оснг

4. коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения

5. КПД выпрямителя

6. Обратное максимально напряжение на запертом диоде U_обрmax

В однополупериодном выпрямителе теряется больше половины входного напряжения !

9. Основные электрические параметры и характеристики ИВЭ.

В общем случае постоянное напряжение получают путем трансформирования и последующего выпрямления напряжения сети. Полученное таким способом напряжение питания, как правило, имеет заметную пульсацию и изменяется в зависимости от нагрузки и колебаний напряжения сети. Поэтому в цепь питания часто вставляют фильтр, сглаживающий пульсации, и стабилизатор напряжения, делающий выходное напряжение ИП независимым от перепадов напряжения сети. Функциональная схема ИВЭ РЭА имеет следующий вид: Рис.1. Функциональная схема. а) силовой трансформатор служит для согласования напряжений переменного тока с выпрямленным напряжением; б) выпрямитель служит для получения знакопостоянного напряжения; в) сглаживающий фильтр служит для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения; г) стабилизатор напряжения поддерживает выпрямленное напряжение U_н практически постоянным при изменении тока нагрузки или питающего напряжения U_пит.

10.Типовые схемы выпрямителей.

Двуполупериодный выпрямитель

Может строиться по мостовой или полумостовой схеме (когда, например, в случае выпрямления однофазного тока, используется специальный трансформатор с выводом от средней точки вторичной обмотки и вдвое меньшим количеством выпрямляющих ток элементов). Такая схема ныне применяется редко, так как более металлоёмка и имеет большее эквивалентное активное внутреннее сопротивление, то есть большие потери на нагрев обмоток трансформатора. При построении двухполупериодного выпрямителя со сглаживающим конденсатором следует всегда помнить, что переменное напряжение всегда измеряется в «действующем» значении, которое в 1,41 раза меньше его максимальной амплитуды, а выпрямленное напряжение на конденсаторе, в отсутствие нагрузки, будет всегда равно амплитудному. Это означает, что, например, при измеренном напряжении однофазного переменного тока 12 вольт до мостового однофазного выпрямителя со сглаживающим конденсатором, на конденсаторе, (в отсутствие нагрузки), будет напряжение до 17 вольт. Под нагрузкой выпрямленное напряжение будет ниже, (но не ниже величины действующего напряжения переменного тока, если внутреннее сопротивление трансформатора — источника переменного тока — принять равным нулю) и зависеть от ёмкости сглаживающего конденсатора.

Соответственно, выбор величины переменного напряжения вторичной обмотки трансформатора, должен строиться исходя из максимальной допустимой величины подаваемого напряжения, а ёмкость сглаживающего конденсатора — должна быть достаточно большой, чтобы напряжение под нагрузкой не снизилось меньше минимально допустимого. На практике также учитывается неизбежное падение напряжения под нагрузкой — на сопротивлении проводов, обмотке трансформатора, диодах выпрямительного моста, а также возможное отклонение от номинального величины питающего трансформатор напряжения электрической сети.

11.Параметрический стабилизатор постоянного напряжения.