Лабораторна робота № 9 Тема: Дослідження схем випрямлячів

Мета роботи - дослідити схеми одно та двопівперіодних випрямлячів, які працюють на активне навантаження.

Теоретичні відомості

Сучасні радіоелектронні пристрої містять велику кількість транзисторів, електронно-променевих приладів, фотоелементів, ІМС. Усі вони споживають електроенергію постійного струму, що дістають від випрямлячів.

Рис. 2

Рис.1

Рис. 2

На( рис. 1 а) зображено структурну схему джерела електроживлення, а на (рис.1, б) - його принципову електричну схему.

Він складається:

із силового трансформатора 1, випрямляча 2, згладжуючого фільтра 3, стабілізатора напруги 4.

У сучасній апаратурі застосовуються одно - та двофазні, двотактні й інші типи випрямлячів.

Найпростіший однопівперіодний випрямляч (рис. 2, а) складається з послідовно ввімкнених джерела живлення, діода та активного навантаження. У цій схемі змінний струм проходить через випрямляч і опір навантаження протягом однієї половини періоду. Стала складова випрямленої напруги на навантаженні значно менша від діючої напруги змінного струму. При однопівперіодномувипрямлянні цей струм сильно пульсує. Тому однофазні однотактні випрямлячі застосовуються в схемах, не критичних до великих пульсацій струму. їх використовують у телевізорах, ПЗЧ та вимірювальних приладах. Більш досконалим є двопівперіодний випрямляч (двофазний однотактний) (рис. 3, а). Тут навантаження приєднано до середньої точки вторинної обмотки трансформатора, а струм через опір навантаження проходить протягом обох півперіодів (рис.3 б). Двофазні однотактні випрямлячі застосовуються в ПЗЧ, вимірювальних приладах і комп'ютерах.

Рис.3

Найбільше поширення в апаратурі дістала однофазна однотактна (мостова) схема випрямляча (рис. 4 а). Тут первинна обмотка трансформатора вмикається в мережу однофазного змінного струму, а до вторинної обмотки приєднуються чотири випрямні діоди, з'єднані за схемою моста, причому в одну діагональ моста вмикається вторинна обмотка силового трансформатора, в іншу - опір навантаження. Через навантаження випрямлений струм проходить за два півперіоди (рис. 4,б). Мостова схема випрямляча має ряд переваг: у ній краще використо- вується трансформатор; зворотна напруга на діоді вдвічі менша; конструкція трансформатора простіша.

Для здобуття сталої напруги, що в кілька разів перевищує діюче значення змінної напруги, застосовуються випрямлячі з множенням напруги (рис. 5). Тут конденсатор С_І заряджається до напруги вторинної обмотки трансформатора, а конденсатори С₂...С₅ - до вдвічі більшої напруги. Напруга на опорі навантаження дорівнює сумі напруг на всіх конденсаторах. Такі випрямлячі використовуються у вимірювальній та телевізійній апаратурі.

Випрямлена напруга у випрямлячах часто містить значні змінні складові - пульсації. Для їх зменшення до виходу випрямлячів приєднують згладжуючі фільтри, що доводять пульсації до допустимого значення, при якому вони вже не впливають на роботу радіоелектронних пристроїв.

Основним показником, за яким оцінюють якість фільтра, є

коефіцієнт згладжування:

К_{п bx} - коефіцієнт пульсацій напруги на вході фільтра;

К_{п вих} - коефіцієнт пульсацій напруги на його виході.

а б

Рис. 4

Рис. 5

Згладжуючи фільтри поділяються на прості ємнісні та індуктивні (рис. 6, а), складні - одноланкові (рис 6.б), багатоланкові (рис.6, в), резонансні (рис. 6, г),

електронні (рис. 6, д).

Рис. 6