Внешняя характеристика выпрямителя.

Наличие активных сопротивлений в обмотках трансформатора и в последовательных элементах сглаживающего фильтра, а также падение напряжения в вентилях приводит к тому, что с ростом нагрузочного тока выходное напряжение выпрямителя уменьшается. Графическая зависимость среднего значения выходного напряжения Ud от среднего значения выходного тока Id называется внешней характеристикой выпрямителя.

Если бы r_пр диода не зависимо от тока, то Ud=f(I_a) представляла бы прямую линию с наклоном, определяемая r_пр+r_транс. Некоторое отступление от прямой обусловлено нелинейной зависимостью r_пр от тока (1).

П ри С-фильтре напряжение XX определяется максимальным значением выпрямленного напряжения. С появлением нагрузочного тока внешняя характеристика снижается быстрее, чем при отсутствии С-фильтра, т.к. на среднее значение напряжения в период разряда конденсатора (2).

Особенно крутой спад имеет внешняя характеристика при RC-фильтре (3). Он обусловлен быстро нарастающим падением напряжения в сопротивлении фильтра R_ф по мере возрастания постоянной составляющей тока. При LC-фильтре имеется вначале быстро спадающий участок, т.к. ток намагничивания индуктивного фильтра недостаточен для проявления заметного влияния индуктивного падения напряжения на ход кривой выпрямленного напряжения. Поэтому начальные значения выпрямленного напряжения, как и при ёмкостном фильтре определяется значением, близким к амплитуде пульсирующего выходного напряжения. Затем, по мере роста тока возрастает индуктивное падение напряжения на L_ф, что приводит к постепенному снижению среднего значения напряжения.

Напряжение XX и наклон внешней характеристики у выпрямителя П-образным фильтром (5) близка к тем, что у С-фильтра. Это означает, что на ход характеристики оказывает влияние в основном первая ёмкость фильтра.

По наклону внешней характеристики можно судить о выходном сопротивлении выпрямителя: чем меньше наклон, тем меньше выходное сопротивление выпрямителя.

Выпрямительное устройство с умножением напряжения.

П ринцип действия основных схем выпрямления с умножением напряжения сводится к тому, что на нагрузку разряжаются несколько последовательно включённых конденсаторов, каждый из которых заряжается через выпрямитель до сравнительно небольших напряжений. Схемы выпрямления с умножением напряжения целесообразно применять для получения достаточно высоких напряжений при малых токах нагрузки. В таких условиях конденсаторы схемы лишь частично заряжаются на нагрузку и ёмкость их может быть небольшой.

Рассмотрим Двухполупериодный выпрямитель с удвоением напряжения, который получил наибольшее распространение.

В положительный полупериод напряжения U₂ конденсатор С₁ заряжается до амплитудного значения приложенного напряжения U_2m. В отрицательный полупериод напряжения U₂ заряжается C₂ до амплитудного значения напряжения U_2m (полярность напряжений U_с1 и U_с2 показаны на рисунке).

Результирующее напряжение, приложенное к нагрузке, равно сумме напряжений на С₁ и С₂ и равно удвоенному амплитудному значению приложенного U₂, т.е. U_н=2U_2m.

В случае подключения R_н выпрямленное напряжение несколько уменьшается, однако, при малых токах нагрузки и больших ёмкостях С₁ и С₂ это уменьшение незначительно.