Выпрямитель. Источник питания.

Структурная схема:

СТ – силовой трансформатор, необходим для масштабирования напряжения и для гальванического разделения выходных цепей сети. Гальваническое разделение нужно для обеспечения техники безопасности.

В – выпрямитель. Выпрямитель – это устройство преобразующее двух полярное входное напряжение в однополярное выходное.

СФ – сглаживающий фильтр. Это устройство (как правило это конденсатор), которое преобразует пульсирующее напряжение в постоянное и уменьшает уровень пульсаций входного напряжения.

СТР – стабилизатор, формирующий на выходе стабильное напряжение в независимости от того как изменяется входное. Основная причина использования стабилизатора – допуск на сеть %.

Рассмотрим по подробнее выпрямители.

Выпрямители бывают трех видов:

1. однополупериодные;

2. двухполупериодные;

3. с умножением напряжения.

1. Однополупериодный выпрямитель.

U2(t) – переменное напряжение вторичной обмотки;

T – период;

U20 и I0 – средние значения напряжения и тока соответственно;

Iн(t) – пульсирующий однополярный ток после диода;

Особенностью однополупериодного выпрямителя является то обстоятельство, что по вторичной обмотке ток протекает только пол периода, остальные пол периода трансформатор на холостом ходу. Однополупериодный выпрямитель имеет значительный уровень пульсаций.

2. Двухполупериодный выпрямитель.

Двухполупериодный выпрямитель бывает двух видов:

• схема со средней точкой;

• мостовая схема.

Рассмотрим схему со средней точкой:

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.

Рассмотрим мостовую схему:

- условное обозначение диодного моста.

Достоинство: полное использование меди.

Недостаток: теряем 1.4 В на двух диодах.

Сглаживающий фильтр.

Рассмотрим С-фильтр.

Рассмотрим диаграммы работы:

В моменты времени t1 t2, t2 t3 исходная схема будет иметь вид:

t1 t2 t2 t3

При включении в схему выпрямителя сглаживающего конденсатора, интервалы времени, в течение которых диоды открыты или закрыты нарушаются. Диод открыт только тогда, когда входное напряжение превышает напряжение на конденсаторе. В остальные интервалы времени диод заперт. В связи с тем, что конденсатор используется большого номинала, а нагрузка, как правило, потребляет постоянный ток, можно считать, что в течение полупериода конденсатор разряжается постоянным током.

Например, если:

=0,1 В

=0,1 А

с тогда мкФ

Выпрямительные диоды спроектированы для работы с импульсными токами. Их средний ток связан с максимальным током через диод в 8 – 12 раз.