лекции по электронике

Действующие значения токов, проходящих через вентили и обмотки трансформатора:

Выпрямленный ток в данной схеме, в отличие от двухполупериодной

схемы со средней точкой, протекает во вторичной обмотке в течение обоих по-

лупериодов то в одном, то в другом направлении, поэтому отсутствует намаг-

ничивание сердечника трансформатора. Это позволяет уменьшить размеры и массу трансформатора.

Когда диод VD1 не проводит ток, к его аноду приложен положительный потенциал с верхнего конца вторичной обмотки, а к катоду через открытый ди-

од VD2 приложен отрицательный потенциал нижнего конца вторичной обмот-

-21-

нагрузку он будет проходить в том же направлении, что и в предыдущую треть

На рис. 6б видно, что пульсации напряжения на нагрузке значительно меньше, чем в схемах выпрямителей однофазного тока, и их частота в 3 раза больше частоты сети, что облегчает фильтрацию. Если применить схему с большим числом вентилей, то пульсации еще больше уменьшаются, и поэтому в некоторых случаях можно обойтись без сглаживающих фильтров.

Основные расчетные соотношения для трехфазного выпрямителя:

Среднее значение выпрямленного напряжения (находится путем интегри-

рования напряжения на вторичной обмотке трансформатора в интервале повто-

ряемости формы выпрямленного напряжения):

-24-

При рассмотрении схем выпрямителей было установлено, что выпрям-

ленное напряжение всегда является пульсирующим и содержит кроме постоян-

ной и переменные составляющие. Допустимые значения коэффициента пульса-

ций зависят от назначения и режима работы устройства. Поскольку в любой схеме выпрямителя коэффициент пульсаций выходного напряжения во много раз превышает пределы допустимых значений, на выходе выпрямителей вклю-

чают сглаживающие фильтры. Основными требованиями, предъявляемыми к сглаживающему фильтру, являются уменьшение переменной составляющей и минимальное уменьшение постоянной составляющей выпрямленного напряже-

ния. Последнее связано с тем, что фильтр включают между выпрямителем и нагрузкой и через него проходит весь ток нагрузки. При этом одновременно с уменьшением переменной составляющей за счет потерь в фильтре уменьшается и постоянная составляющая выпрямленного напряжения.

Одним из основных параметров фильтра является коэффициент сглажи-

вания.

Коэффициентом сглаживания называют отношение коэффициента пульсаций на входе фильтра к коэффициенту пульсаций на выходе фильтра:

Роль простейших сглаживающих фильтров могут играть индуктивные ка-

тушки (дроссели), включенные последовательно с нагрузкой, и конденсаторы,

включенные параллельно нагрузке.

-25-

Широкое применение на практике находят Г - образные индуктивно-

емкостные фильтры (рис. 8).

При выполнении условия X Cф << Rн << X Lф

такие фильтры позволяют получать значительно

более высокий коэффициент сглаживания пульса-

По заданному коэффициенту сглаживания пульсаций можно найти значе-

ние произведения по следующей формуле:

где т - число фаз выпрямления (для однополупериодной схемы т = 1, для

нагрузку должен быть непрерывным. Для обеспечения этого необходимо иметь дроссель с минимальной индуктивностью

Более эффективным является П - образный фильтр. На рис. 9а показана схема такого фильтра, представляющего собой сочетание простейшего емкост-

ного и Г - образного фильтров.

Для получения более высокого коэффициента сглаживания пульсаций необходимо увеличивать Lф и Cф , что приводит к увеличению габаритных раз-

меров и масс дросселей и конденсаторов. В этом случае лучшие результаты по-

-27-

лучаются с помощью сложных многозвенных фильтров, состоящих из несколь-

ких последовательно соединенных Г - образных звеньев фильтра (рис. 9б).

Рис. 9. П – образные фильтры

Обычно коэффициенты сглаживания отдельных звеньев принимают рав-

ными друг другу.

При небольших значениях выпрямленного тока (порядка 10 - 15 мА) и

небольших значениях коэффициента сглаживания в целях удешевления и упрощения фильтра дроссель можно заменить активным сопротивлением. То-

тор Сф выбирают на напряжение, равное напряжению на нагрузке при холостом ходе выпрямителя.

-28-

объемом и массой трансформатора. В фильтрах, использующих вместо дроссе-

ля транзистор масса и габариты значительно ниже и выходное сопротивление фильтра мало. Принцип действия таких фильтров основан на использовании особенностей выходной характеристики транзисторов. При выборе рабочей точки транзистора после перегиба выходной характеристики Сопротивление между коллектором и эмиттером постоянному току будет меньше, чем сопро-

тивление переменному току, поэтому транзистор можно использовать вместо дросселя в схеме фильтра. Напряжение на выходе транзисторного фильтра все-

гда меньше входного, КПД транзисторных фильтров низок. При расчете вы-

прямителя надо учитывать характер сопротивления нагрузки, от которого во многом. Зависят расчетные соотношения. В реальных схемах выпрямителей со-

противление нагрузки редко бывает активным. Это связано с тем, что сглажи-

вающий фильтр, включенный между выпрямителем и нагрузкой, представляет собой реактивное сопротивление.

4 ТРАНЗИСТОРЫ

Транзистором называется полупроводниковый прибор с двумя p-n - пе-

реходами, предназначенный для усиления и генерирования электрических ко-

лебаний и представляющий собой пластину кремния или германия, состоящую из трех областей. Две крайние области всегда обладают одинаковым типом проводимости, а средняя - противоположной проводимостью. Транзисторы, у

которых крайние области обладают электронной проводимостью, а средняя -

дырочной, называются транзисторами n-p-n - типа. (рис. 10а). Транзисторы, у

которых крайние области обладают дырочной, а средняя электронной проводи-

мостями - p-n-p (рис. 10б). В транзисторе n-p-n - типа электрический ток созда-

ется в основном электронами, а в транзисторе p-n-p – типа - дырками. Смежный

-29-