4.2.2 Двухполупериодный выпрямитель с нулевой точкой

Принципиальная схема и осциллограммы напряжения в различных точках выпрямителя приведены на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 - Принципиальная схема и осциллограммы напряжения схемы двухполупериодного выпрямителя с нулевой точкой

В этом выпрямителе используются два вентиля, имеющие общую нагрузку и две одинаковые вторичные обмотки трансформатора (или одну со средней точкой). Практически схема представляет собой два однополупериодных выпрямителя, имеющих два разных источника и общую нагрузку. В одном полупериоде переменного напряжения ток в нагрузку проходит с одной половины вторичной обмотки через один вентиль, в другом полупериоде - с другой половины обмотки, через другой вентиль. Преимуществами данной схемы являются:

1. Имеет в 2 раза меньше пульсации по сравнению с однополупериодной схемой выпрямления;

2. Емкость конденсатора при одинаковом с однополупериодной схемой коэффициенте пульсаций может быть в 2 раза меньше.

К недостаткам данной схемы можно отнести более сложную конструкцию трансформатора и нерациональное использование в трансформаторе меди и стали.

4.2.3 Мостовая схема выпрямителя

Принципиальная схема и осциллограммы напряжения в различных точках выпрямителя приведены на рисунке 1.3

Рисунок 1.3 - Принципиальная схема и осциллограммы напряжения мостовой схемы выпрямителя

Основная особенность данной схемы – использование одной обмотки трансформатора при выпрямлении обоих полупериодов переменного напряжения. При выпрямлении положительного полупериода переменного напряжения ток проходит по следующей цепи: Верхний вывод вторичной обмотки – вентиль V2 – верхний вывод нагрузки – нагрузка - нижний вывод нагрузки - вентиль V3 – нижний вывод вторичной обмотки – обмотка. При выпрямлении отрицательного полупериода переменного напряжения ток проходит по следующей цепи: Нижний вывод вторичной обмотки – вентиль V4 – верхний вывод нагрузки - нагрузка – нижний вывод нагрузки – вентиль V1 – верхний вывод вторичной обмотки – обмотка. Как мы видим, в обоих случаях направление тока через нагрузку (выделено курсивом) одинаково.

Преимуществами данной схемы являются:

1. Уменьшение в 2 раза уровня пульсаций;

2. Более высокий КПД;

3. Более рациональное использование трансформатора;

4. Уменьшение расчетной мощности трансформатора;

5. Более простая конструкция трансформатора при таком же уровне пульсаций;

6. Обратное напряжение вентилей значительно ниже, чем в первых двух схемах.

К недостаткам можно отнести увеличение числа вентилей и необходимость шунтирования вентилей для выравнивания обратного напряжения на каждом из них.

Эта схема выпрямителя наиболее часто применяется в самых различных устройствах. На основе этой схемы, при наличии среднего вывода с вторичной обмотки трансформатора можно получить еще два варианта схем выпрямления (рисунок 1.4):

Рисунок 1.4 - Основные варианты мостовой схемы выпрямителя

На левой схеме отвод от средины вторичной обмотки позволяет получить еще одно напряжение, меньше основного в 2 раза. Таким образом основное напряжение получается с мостовой схемы выпрямления, дополнительное – с двухполупериодной. На правой схеме получается двуполярное напряжение амплитудой в 2 раза меньше чем получаемое в основной схеме. Оба напряжения получаются с помощью двуполупериодных схем выпрямления.