5. Работа выпрямителя при импульсном входном напряжении

П

рямоугольные напряжения, как правило, имеют повышенную частоту (де­сятки килогерц) по сравнению синусоидальным (50 или 400 Гц). Учитывая большую мощность выпрямительных диодов, в значительной степени проявляется их инер­ционность,

С увеличением частоты потери падает КПД.

tэ время задержки;

tpac- время рассасывания.

При индуктивно- ёмкостной нагрузке броски тока выше, так как ёмкость в отсутствие индуктивности разряжается с малой постоянной времени при смене полярности вход­ного напряжения.

6. Управляемые выпрямители

Регулировать входное напряжение можно с помощью управляемого выпрямителя.

[Л2,273]: однофазный мостовой

выпрямитель с полным числом

управляемых приборов

α-угол регулирования.

Включение VD_обр уменьшает пульсации. Режим может быть как непрерывным (α1) так и прерывистым (α2) Если энергии, запасаемой в L_ф достаточно для поддержания тока в инверсном режиме (β), то ток непрерывен.

[Л1, 275]: Однофазный мостовой выпрямитель с неполным количеством управляемых элементов

Инверсный режим не образуется, так как при смене знака тиристоры запираются через диоды,

а ток нагрузки, поддерживаемый индуктивностью, замыкается через диоды, минуя трансформатор. В

схеме с неполным числом управляемых элементов пульсаций меньше, чем в предыдущей схеме.

7. Схемы управления тиристорных выпрямителей

[Л2, 277]: Функциональная схема управления тиристорным выпрямителем

Схема импульсно-фазового управления (СИФУ) формирует импульсы включения тиристаров и угол их регулирования α в зависимости от Uу,

Uэт источник эталонного напряжения:

R1.R2-делитель;

У- усилитель с коэффициентом Ку,

8. Сглаживающие фильтры

Чтобы фильтр не являлся «пробкой», для переменной составляющей тока нагрузки, его выход шунтируется конденсатором, ёмкость которого настолько велика, что максимально возможный переменный ток нагрузки создаёт на выходе фильтра напряжение, сравнимое по значению с пульсациями

Простейший фильтр состоит из двух пассивных элементов, включенных по Г- образной схеме. Последовательный элемент обладает большим сопротивлением переменному току, а параллельный элемент малым.

Одним из важнейших показателей фильтра является коэффициент сглаживания, определяемый отношением коэффициентов пульсации напряжения по k-й гармонике на его входе (Kп(k)вх) и выходе (Kп(k)вых)

с K_пkвх / K_пkвых = U_mk1 / U₀₁ · U₀₂ / U_mk2

Где U_mk1 и U_mk2 – амплитуды к-й гармоники на входе и выходе фильтра; U_01, U₀₂ – постоянные составляющие напряжения.

Как четырехполюсник сглаживающий фильтр можно характеризовать соответствующим коэффициентом передачи A(ω) = U₂(с)/ U₁(ω), при этом коэффициент сглаживания может быть выражен через коэффициенты передачи на частоте ω = 0 и ω_k;

q_k = │H(0)/H(j ω_k)│ = A₀A^-1(ω_k)

A₀ = H(ω_k) _ω=0 U_02/ U₀₁

В выпрямителях средней и большой мощности A₀ ≈ 0.92…0.96,поэтому большую величину q обеспечивают коэффициентом ослабления пульсации S_k = A^-1(ω_k)

Являясь частотно-зависимым звеном, сглаживающий фильтр определяет частотные и динамические свойства источников электропитания. Последние характеризуют поведение источника при возмущениях как со стороны входа, так и со стороны его выхода (например, при скачкообразном изменение нагрузки). При неблагоприятных сочетаниях параметров фильтров возмущения могут вызывать значительное отклонения выходного напряжения от установившегося значения, способные привести к нарушению работы аппаратуры.

Таким образом, расчёт и выбор параметров сглаживающего фильтра источников электропитания проводится не только из условия получения необходимого коэффициента сглаживания (допустимого перенапряжения или сверхтока при переходных процессах, допустимых частотных искажений, вносимых в питаемое устройство, и др.)

ReZ₁→0, ReZ₂→∞ для уменьшения мощности потерь, ReZ₁→∞0≡L,

ReZ₂→∞≡C

Качество питающего напряжения определяется:- в радиотехнике- допустимой амплитудой переменной составляющей; - в телефонии- совокупным действием гар-

моник пульсаций в полосе частот слухового диапазона. Напряжение, учитывающее чувствительность микрофона телефона и слуха человека

где к- номер гармоники пульсаций.

(псофометрическое напряжение):

U_mk-амплитуда к-ой гармоники; α-псифометрический коэффициент чувствительности напряжения; m- максимальный номер гармоник и пульсаций в полосе телефонного канала (m≈3400/pf₁, α₁ в таблице),

Для аналоговых систем - действующее напряжение пульсаций:

Для цифровых - максимальное значение амплитуды пульсаций.