Керовані випрямлячі

1. Помножувачі напруги. Практичне застосування

2. Схеми керованих випрямлячів

I. Помножувачі напруги. Практичне застосування

Помножувачами напруги називаються схеми випрямлячів у яких значення напруги в режимі ХХ в 2 і більше разів перебільшу значення напруги на вторинній обмотці трансформатора.

Кратність множення напруги залежить від кількості ділянок діод – конденсатор і як правило є: при кратності від 2 до 80 випрямлена напруга це сотні, тисячі В; кратність від 50 до 100 при випрямленій напрузі десятки кВ.

Схеми помноження напруги, дозволяють отримати високі значення випрямленої напруги без використання високовольтних трансформаторів.

Принцип дії такої схеми полягає в:

Конденсатор заряджається через діод включений з ним в пару від низьковольтної обмотки трансформатора; вихідна напруга при цьому дорівнює сумі напруги на всіх конденсаторах і може декілька разів перевищувати напругу вторинної обмотки трансформатора.

Схема мостового випрямляча подвоєння напруги

U_вих­ = U_vd1 + U_c1 = 2U_m

Внутрішній опір схеми множення росте із збільшенням конденсаторів, тому струми навантаження для таких схем, як правило невеликі.

Основними недоліками цих схем є:

• велика габаритна потужність трансформатора;

• значна зворотна напруга на діодах;

• велика амплітуда струму через діод.

Переваги:

• вихідна напруга вдвічі більша ніж в звичайного мостового випрямляча;

• досить високе використання трансформатора;

• менше діодів ніж в звичайній мостовій (2 замість 4).

II. Схеми керованих випрямлячів

В схемах керованих випрямлячів діоди заміняють тиристорами – напівпровідниковий прилад, який може мати два сталих стани (Вкл і Викл) і переключатись з одного стану і інший по сигналу ззовні.

Бувають:

А) динистор

Б) тринистор

Застосування тиристорів вносить ряд суттєвих особливостей в режим роботи випрямляча. Змінюється форма вихідного струму і напруги на елементах і змінюється режим роботи приладів.

Використання в схемі тиристорів дозволяє затримувати на потрібні величину початок проходження струму через послідовний прилад по відношенню до моменту його дійсного включення.

Схема керованого випрямляча

Зазвичай керовані випрямлячі складаються по тим же схемам що і не керовані, але замість діодів включаються тиристор. Включення яких здійснюється подачею імпульсу від схеми керування на керуючий електрод.

Важливою характеристикою цих випрямлячів є регульована характеристика, яка показує зміну випрямленої напруги в залежності від регулювання (α).

При збільшенні кута регулювання, відношення дійсного струму до середнього значення збільшується, що треба враховувати при виборі елементів схеми.

Транзисторні перетворювачі напруги постійного струму

1. Класифікація перетворювачів

2. Принцип роботи автогенератора

3. Тиристорні перетворювачі

1. Класифікація перетворювачів

Транзисторні перетворювачі призначені для узгодження напруги джерела живлення з напругою необхідною для живлення окремих вузлів апаратури.

В переносній і рухомій апаратурі зв’язку (яка живиться невеликими потужностями) в якості джерела енергії використовуються джерела постійного струму низької напруги:

• гальванічні елементи;

• акумуляторні батареї;

• сонячні батареї.

Єдиним їх недоліком є те, що вони виробляють енергію постійного струму одного певного значення, а для живлення різних пристроїв зв’язку потрібні різні значення постійної і змінної напруги.

Тому виникає необхідність перетворення постійної напруги однієї величини в постійну напругу другої величини.

Цю задачу виконують перетворювачі.

Вони бувають двох типів:

А) інвертори – пристрої, які перетворюють енергію постійного струму в енергію змінного струму певної величини і форми.

Б) конвертори – пристрої, які перетворюють енергію постійного струму однієї напруги в енергію постійного струму другої напруги (в колах змінного струму цю ж функцію виконують трансформатори).

Класифікація інверторів:

1. По роду перетворення величини:

- інвертори струму;

- інвертори напруги.

2. По тактності роботи:

- однотактові;

- двотактові.

3. По типу ключових елементів:

- транзисторні;

- тиристорні;

4. По способу збудження:

- з самозбудженням (автогенератори);

- з незалежним збудженням.

Класифікація транзисторних інверторів:

1. по способу включення транзисторів:

- загальним емітером;

- загальним колектором.

3. По типу зворотного зв’язку:

- зворотній зв'язок по напрузі;

- зворотній зв'язок по струму;

- зворотній зв'язок по потужності.

Класифікація тиристорних інверторів:

1. По принципу комутації тиристорів:

- автономні – служать для перетворення постійної напруги в зміну промислової частоти (50 Гц);

- мережеві – перетворювачі, що живляться від мережі змінного струму.

2. По включенню комутаційної ємності:

- послідовне з’єднання;

- паралельне з’єднання;

- комбіноване з’єднання.

Перевагами напівпровідникових перетворювачів є: надійність, високий ККД, малі габарити і великий строк експлуатації.