3.2. Выпрямители с мостовой схемой на полупроводниковых диодах с ёмкостным фильтром.

Схема выпрямителя с мостовой структурой:

Рис. 8

Работа двухполупериодного мостового выпрямителя с емкостным фильтром во многом аналогична работе однополупериодного выпрямителя (рис. 1), только в этом случае выпрямление входного напряжения происходит в каждый полупериод. В первый полупериод ( > 0) или в его части открыты диоды VD3 и VD2 и ток нагрузки течет по цепи: Вх – VD3 –  – VD2 – общая шина; во второй полупериод (  < 0) или в его части открыты диоды VD4 и VD1 и ток нагрузки течет по цепи: общая шина – VD4 –  – VD1 – Вх. При этом в каждый полупериод на выходе имеем форму напряжения, аналогичную представленной на рис. 6, с частотой пульсации в 2 раза большей по сравнению с частотой пульсации в однополупериодном выпрямителе.

Р ис. 9

_{В результате сглаживающего действия конденсатора размах пульсаций уменьшается, наблюдается спад напряжения на конденсаторе в промежутках между импульсами заряда на вершинах пульсаций.}

_{Пульсирующий ток i при принятых допущениях распределится по параллельным ветвям следующим образом: переменная составляющая пройдет через конденсатор, представляющий бесконечно малое сопротивление для всех гармоник тока, а постоянная составляющая – через нагрузку . Ток нагрузки будет постоянным по величине, равным среднему значению пульсирующего тока i.}

Р ис. 10

Выпрямитель без фильтра С1 (рис. 10) отдает мощность в нагрузку в течение только одного полупериода (  > 0, диод открыт); в другой полупериод он практически обесточен (  < 0, диод закрыт – рис. 10, кривая красного цвета). Почему для этого выпрямителя в открытый полупериод напряжение  <  ? Это обусловлено падением напряжения  0,6…1 В на открытом диоде: .

_{Исследуем работу двухполупериодного мостового выпрямителя (  = 1 мкФ;  = 10 кОм) так же, как исследовали работу однополупериодного выпрямителя. Сравним однополупериодный и двухполупериодный выпрямители по амплитуде и частоте пульсации выходного напряжения и уровню постоянного напряжения : для двухполупериодного выпрямителя с фильтром время заряда конденсатора: 2 мс, время разряда — 4 мс. Время разряда конденсатора больше времени его заряда, так как при разряде ток течёт через сопротичление нагрузки, а при заряде — через открытый диод. Амплитуда выходного напряжения: 2,7 В, частота пульсации: 0,14 Гц; уровень постоянного напряжения = 2,5 В.}

_{Если сравнить мостовую и немостовую схемы при условии наличия фильтров, то можно заметить, что в мостовой схеме уменьшилось время}

_{заряда и разряда конденсаторов, увеличилась амплитуда выходного напряжения, в двухполкпериодной мостовой схеме по сравнению с}

_{однополупериодной уменьшилась пульсация выходного напряжения и импульсы тока, потребляемые выпрямителем от источника входного напряжения (при одинаковых параметрах и ). К недостаткам следует отнести более низкие энергетические характеристики, поскольку в двухполупериодном выпрямителе всегда два открытых диода подключены последовательно с цепью нагрузки и источником входного напряжения; на этих диодах суммарное падение напряжения составляет  1,2…2 В.}