2 Расчёт выпрямителя

Выпрямитель (электрического тока) – преобразователь электрической энергии; механическое, электровакуумное, полупроводниковое или другое устройство, предназначенное для преобразования переменного входного электрического тока в постоянный выходной электрический ток.

Большинство выпрямителей создаёт не постоянные, а пульсирующие однонаправленные напряжение и ток, для сглаживания пульсаций которых применяют фильтры.

2.1 Выбор диодов для выпрямителя

Диоды для выпрямителя выбирают по двум основным пара­метрам постоянному (выпрямленному) току, который должен да­вать выпрямитель, и обратному напряжению. Эти параметры выпрямительных диодов всегда приводятся в справочниках.

Выпрямленный ток диода должен быть не меньше полного тока, потребляемого нагрузкой. Чтобы в процессе работы диоды мень­ше нагревались, желательно применять такие из них, у которых выпрямленный ток был бы в 2...3 раза больше, чем требуемый.

Параметры для выбора диодов:

– Uобр = В);

– Iд = 7 (мА);

Тип выбранного диода – КД103А (Б)

Необходимо четыре диода данного типа для построения мостовой схемы.

Однофазный мостовой выпрямитель нельзя использовать без схемы сглаживающего фильтра. В качестве простого сглаживающего фильтра можно использовать на выходе конденсатор С.

3 Расчёт сглаживающего «rc» фильтра

3.1 Виды фильтров

Существует четыре вида фильтров:

3.1.1 Индуктивный сглаживающий фильтр

Индуктивный фильтр состоит из дросселя, включенного последовательно с нагрузкой. Сглаживающее действие такого фильтра основано на возникновении в дросселе ЭДС самоиндукции, препятствующей изменению выпрямленного тока. Дроссель выбирается так, чтобы индуктивное сопротивление его обмотки(  ) было много больше сопротивления нагрузки  . При выполнении этого условия большая часть переменной составляющей падает на обмотке дросселя. На сопротивлении нагрузки выделяется в основном постоянная составляющая выпрямленного напряжения   и переменная составляющая , величина которой много меньше переменной составляющей напряжения, падающего на обмотке дросселя.

Коэффициент сглаживания такого фильтра равен

  ,где:

–  – сопротивление нагрузки;

–  – индуктивность обмотки дросселя;

–  – угловая частота;

–  – коэффициент зависящий от схемы выпрямителя и показывающий, во сколько раз частота основной гармоники выпрямленного напряжения больше частоты тока сети.

3.1.2 Емкостной сглаживающий фильтр

Емкостной фильтр необходимо рассматривать совместно с выпрямителем. Его действие основано на накоплении электрической энергии в электрическом поле конденсатора и его при отсутствии тока через вентиль на сопротивление нагрузки  . Коэффициент сглаживания такого фильтра будет следующим

( ) ( ) ,где:

– К(1)–коэффициент пульсаций на выходе выпрямителя при отсутствии ёмкости

– К(2)–коэффициент пульсаций на выходе выпрямителя при наличии ёмкости.

При увеличении m коэффициент сглаживания индуктивного фильтра увеличивается, а емкостного уменьшается. Поэтому емкостной фильтр выгодно применять при выпрямлении однофазных, а индуктивный при выполнении многофазных токов. При увеличении   сглаживающее действие емкостного фильтра увеличивается, а индуктивного уменьшается. Поэтому емкостной фильтр выгодно применять при малых, а индуктивный при больших токах нагрузки.