3.1. Однофазный двухполупериодный неуправляемый выпрямитель с нулевым выводом.

Рисунок 3.3

Силовой трансформатор Tр имеет две вторичные обиотки W2’, W2’’, связанные с первичной обмоткой id коэффициентом трансформации Схема соединения обмоток такова, что одинаковые по величине напряжения на выводах вторичных обмоток сдвинуты относительно друг друга на 180 градусов. Рассмотрим работу схемы для активной нагрузки (рисунок 3.3).

При поступлении полуволны напряжения положительной полярности (интервал 0-π) напряжение на обмотках транзистора без скобок. К диоду VD1 прикладывается напряжение положительной полярности, к VD2 – отрицательной. Таким образом на интервале от 0 до π VD1 открыт VD2 закрыт.

При поступлении напряжения U1 отрицательной полярности (интервал π - 2 π), полярность напряжения на обмотках транзистора становится в скобках. VD1 закрывается, VD2 – открывается. К нагрузке прикладывается напряжение той же полярности, что и на предшествующем интервале. Далее процессы повторяются. Среднее выпрямленное напряжение

.

Средний ток нагрузки .

Средний ток диода, необходимый для его выбора .

3.2.1. Работа выпрямителя при активно-индуктивной нагрузке.

Рисунок 3.4

Режим активно-индуктивной нагрузки (рисунок 3.4) получается при включении последовательно с активной нагрузкой сглаживающего L – фильтра или при работе выпрямителя на обмотку электромагнита, или двигатель постоянного тока. Здесь, как и в предыдущем случае, режим работы диодов определяется напряжениями вторичных обмоток трансформаторов. VD1 открыт на интервалах 0-π, 2π- 3 π, и т.д., а VD2 на интервалах π-2π, 3π-4π и т.д. .Кривая напряжения Ud образуется напряжением вторичных обмоток трансформатора и имеет тот же вид, что и при активной нагрузке. Ток id под влиянием индуктивности получается сглаженным. Поскольку ток в индуктивности отстает по фазе от напряжения, максимумы id следуют с некоторой задержкой относительно максимумовUd. Если активное сопротивление дросселя принять равным нулю, то форма напряжения Udн имеет тот же вид , что и ток id, а среднее напряжение на нагрузке (среднему напряжению на выходе выпрямителя). При увеличении индуктивности её сглаживающие действия повышаются и пульсации в кривой Udн – уменьшаются.

3.2.2. Работа выпрямителя при активно-ёмкостной нагрузке

Рисунок 3.5

Активно-ёмкостная нагрузка выпрямителя (рисунок 3.5) создаётся при использовании конденсатора для сглаживания кривой выпрямленного напряжения. При этом поведение схемы характеризуется импульсным режимом работы.

В отличие от предыдущих случаев для отпирания диодов VD1 или VD2 недостаточно только изменения полярности полуволн напряжений. Необходимо, чтобы вторичные напряжения превысили напряжение на конденсаторе С, определяющие потенциал катодов VD1 и VD2 и выходное напряжение Ud.

Пусть на интервале ,и . Оба диода при этом закрыты. К VD2 приложено обратное напряжение . VD1 закрыт, т.к. и приложено к нему в обратном направлении. Питание нагрузки производится от конденсатора, разряжающегося на неё с постоянной времени . В момент , VD1 открывается, подключая конденсатор и нагрузку к напряжению U2’. На интервале конденсатор разряжается под действием напряжения U2’. Процесс заряда конденсатора заканчивается в момент , когда напряжение на нём станет равным U2’ и VD1 закрывается. На интервале VD1 и VD2 заперты, конденсатор разряжается на нагрузку. В момент , открывается VD2 и на интервале пропускает импульс зарядного тока конденсатора. Далее процессы повторяются.

Наличие конденсатора делает кривую Ud сглаженной по сравнению с активной нагрузкой. Поскольку Cd = Ud/Rн, ток нагрузки получается также хорошо сглаженный.