7.2.2 Однофазная двухтактная (мостовая) схема выпрямления
Схема однофазного мостового выпрямителя приведена на рисун- ке 7.3а.
а б
а – схема; б – диаграммы токов и напряжений
Рисунок 7.3 – Однофазная двухтактная схема (мостовая) выпрямления при работе на активную нагрузку
В отличие от предыдущей схемы, в мостовом выпрямителе используются обе полуволны питающего напряжения. Во время действия положительной полуволны напряжения (а > б), ток протекает по цепи: точка "а", VD3, Rн VD2, точка "б" вторичной обмотки трансформатора.
При отрицательной полуволне направление тока следующее: точка "б", VD4, Rн, VD1, точка "а" (рисунок 7.3б).Таким образом, в оба полупериода синусоиды ток через нагрузку протекает в одном и том же направлении.
Это приводит к уменьшению коэффициента пульсации, более полному использованию трансформатора, уменьшению обратного напряжения на диодах и устранению протекания постоянной составляющей тока через трансформатор, что исключает его подмагничивание (смещение рабочей точки трансформатора).
7.2.3 Двухфазная однотактная (полумостовая) схема выпрямления
Схема выпрямителя и диаграммы токов и напряжений приведены на рисунке 7.4.
а б
а – схема; б – диаграммы токов и напряжений
Рисунок 7.4 – Двухфазная однотактная мостовая (полумостовая) схема выпрямления при работе на активную нагрузку
В этой схеме число диодов, по сравнению с предыдущей, сокращено вдвое за счет некоторого усложнения конструкции трансформатора. Работает выпрямитель следующим образом. При положительной полуволне синусоиды открыт диод VD1 и ток протекает по цепи: точка "а", VD1, Rн, точка "о". Напряжение на обмотке W2'' относительно точки "о" противофазно напряжению на обмотке W2' и диод VD2 закрыт. В отрицательный полупериод синусоиды картина противоположна: диод VD1 закрыт, а VD2 открыт. При этом ток протекает по цепи: точка "б", VD2, Rн, точка "о". Коэффициент пульсации в этой схеме такой же, как и в предыдущей. Однако обратное напряжение на диодах в два раза больше, чем в мостовой схеме выпрямления.
7.2.4 Трехфазная однотактная схема выпрямления
Схема трехфазного однотактного выпрямителя и диаграммы токов и напряжений приведены на рисунке 7.5.
Ток через диод, включенный в каждую фазу, протекает только в тот момент, когда на его аноде более высокий потенциал, чем на катоде. Из анализа рисунок 7.5б следует, что каждый диод включен в течение одной трети периода, причем данный диод перестает проводить ток, как только начинает проводить ток следующий диод. Диоды действуют синхронно с порядком чередования фаз в трансформаторе.
а б
а – схема; б – диаграммы токов и напряжений
Рисунок 7.5 – Трехфазная однотактная схема выпрямления при работе на активную нагрузку
7.2.5 Трехфазная мостовая схема выпрямления
Схема выпрямителя и диаграммы его токов и напряжений приведены на рисунке 7.6.
В данной схеме в каждый момент времени ток протекает одновременно через два диода: из анодной группы (VD1, VD3, VD5) – открыт тот диод у которого потенциал катода минимальный, а из катодной группы (VD2, VD4, VD6) открыт тот диод, у которого потенциал анода максимальный, остальные диоды закрыты. Из анализа схемы включения и распределения напряжений в схеме (рисунок 7.6б) следует, что ток через каждый диод протекает только 1/3 часть периода. Начиная с момента времени t1, диоды открываются в следующей последовательности: VD2 – VD3; VD2 – VD5; VD4 – VD5; VD4 – VD1; VD6 – VD1; VD6 – VD3, далее процессы в схеме повторяются.
а б
а – схема; б – диаграммы токов и напряжений
Рисунок 7.6 – Трехфазная двухтактная схема выпрямления при работе на активную нагрузку