aaaГОСЫ / Схемотехника

41) Однофазный двухполупериодный выпрямитель, мостовая схема.

Диоды работают попеременно в каждом полупериоде. Среднее выпрямительное напряжение нагрузки равно:

Соответственно средний выпрямленный ток на выходе выпрямителя

Частота пульсации здесь в 2 раза выше, а коэффициент пульсации в 2 раза меньше: ε = 0,67.

41

42) Трехфазный однополупериодный выпрямитель.

Обмотки трансформатора включены по схеме звезды с выводом от общей точки

0.В течение одного периода входного напряжения последовательно

открываются три диода VD1... VD3:

Частота переменной составляющей выходного напряжения в три раза превосходит частоту входного напряжения. Для сети 50 Гц fпульс = 150 Гц. Коэффициент пульсации ɛ= 0,25.

42

43) Трехфазный двухполупериодный выпрямитель.

Схема содержит шесть диодов. Для обеспечения тока в нагрузке в схеме Ларионова используются обе полуволны питающего трехфазного напряжения. Поэтому выпрямленное напряжение UH отличается более высоким качеством.

Частота переменной составляющей выходного напряжения в шесть раз превосходит частоту входного сигнала. Коэффициент пульсации выходного напряжения ε = 0,057. Это свидетельствует о высокой эффективности схемы Ларионова.

43

44) Ёмкостный сглаживающий фильтр.

Фильтры применяются для уменьшения напряжения пульсации на выходе выпрямителя. Емкостный фильтр состоит из конденсатора, подключаемого параллельно нагрузке. Для фильтра необходимо выполнить условие:

гдеХс — сопротивление емкости.

44

45) Индуктивный сглаживающий фильтр.

Фильтры применяются для уменьшения напряжения пульсации на выходе выпрямителя. Индуктивный фильтр представляет собой дроссель низкой частоты, включенный между выпрямителем и нагрузкой. Для обеспечения большого коэффициента сглаживания необходимо, чтобы

Индуктивность дросселя можно определить по формуле:

где q -- коэффициент сглаживания; f1 — частота первой гармоники.

Недостатком индуктивного фильтра являются большие габаритные размеры и масса дросселя.

45

46) Индуктивно-ёмкостный сглаживающий фильтр, комбинированные фильтры.

Индуктивно-ёмкостные фильтры (Г-образный LC-фильтр и П-образный CLCфильтр) широко применяются при повышенных токах нагрузки, поскольку падение напряжения на них можно сделать сравнительно небольшим. КПД у таких фильтров достаточно высокий. Недостатки индуктивно-ёмкостных фильтров: большие габаритные размеры и масса, повышенный уровень электромагнитного излучения от элементов фильтра, сравнительно высокая стоимость и трудоемкость изготовления.

Наиболее широко используется Г-образный LC-фильтр (рис. 4.6). Для эффективного сглаживания пульсаций таким фильтром необходимо выполнение следующих условий: XL = mωL>>XC; XC = 1/mωC << Rн.

При их выполнении, пренебрегая потерями в дросселе L для коэффициента сглаживания можно записать: q = (mω)2LC-1.

Для того, чтобы избежать резонансных явлений в фильтре необходимо выбирать q>3. Кроме этого, одним из основных условий является обеспечение явно выраженной индуктивной реакции фильтра на выпрямитель, необходимой для большей стабильности внешней характеристики выпрямителя.

Коэффициент сглаживания Г-образного фильтра.

m - пульсность схемы, т.е. количество пульсаций за период.

46

47) Параметрический стабилизатор напряжения.

Стабилизатор напряжения — электронное устройство, которое обеспечивает постоянство выходного напряжения при изменении входного напряжения или тока нагрузки.

Параметрическиестабилизаторынапряжениястроятсянаосновестабилитроновили стабисторов.

Схема параметрического стабилизатора состоит из балластного резистора R6 и стабилитрона VD. При изменении входного напряжения UBX напряжение на выходе стабилизатора будет изменяться незначительно, так как оно определяется малоизменяющимсяобратнымнапряжениемстабилитронаUCT.Приэтомбудеттолько изменяться ток через стабилитрон Iст. Расчет стабилизатора сводится к тому, чтобы выбрать величину сопротивления R6, при котором ток через стабилитрон лежит в

пределах: при изменении напряжения Uвх в заданных пределах.

47

48) Аналоговый компенсационный стабилизатор напряжения.

Компенсационный стабилизатор напряжения — устройство автоматического регулирования. Он включает в себя усилитель и регулирующий элемент, в качестве которого применяются мощные транзисторы .

Принцип работы компенсационного стабилизатора напряжения заключается в том, что при изменении входного напряжения Um или тока нагрузки Iн изменяется выходное напряжение Uвых. Это изменение ΔUвых поступает на вход усилителя, усиливается и изменяет напряжение на регулирующем элементе Up таким образом, чтобы стабилизировать выходное напряжение Uвых.

48

49) Импульсные стабилизаторы напряжения.

Импульсный стабилизатор напряжения — это стабилизатор напряжения, в котором регулирующий элемент работает в ключевом режиме, то есть бо́льшую часть времени он находится либо в режиме отсечки, когда его сопротивление

максимально, либо в режиме насыщения — с минимальным сопротивлением, а значит может рассматриваться как ключ. Плавное изменение напряжения происходит благодаря наличию интегрирующего элемента: напряжение повышается по мере накопления им энергии и снижается по мере отдачи её в нагрузку. Такой режим работы позволяет значительно снизить потери энергии, а также улучшить массогабаритные показатели, однако имеет свои особенности.

49

50) Управляемые выпрямители. Инверторы.

Управляемые выпрямители позволяют регулировать выходное напряжение. Обычно состоят из теристров или симистров, которые включаются в заданные моменты времени.

Uср Um 1 cos ; 0; 2

Uср UTcm ; ; Ucp = 0.

Инверторы — устройства, преобразующие напряжение постоянного тока в напряжение переменного тока. Принцип работы таких устройств заключается в том, что с помощью коммутатора к нагрузке подключается источник постоянного тока, причем полярность такого подключения должна постоянно изменяться.

50