- •25. Тиристоры, классификация.
- •26. Структура тиристора, принцип действия.
- •27. Параметры тиристоров.
- •40. Силовые биполярные транзисторы.
- •41. Силовые ключи на моп транзисторах.
- •42. Биполярные транзисторы с изолированным затвором.
- •29. Управляемый выпрямитель со средней точкой и с активной нагрузкой.
- •30. Управляемый выпрямитель со средней точкой и с индуктивной нагрузкой.
- •31. Инвертор, ведомый сетью.
- •16.1 Однофазный регулятор переменного напряжения с фазовым способом регулирования
- •С чисто активной нагрузкой ( ); 2- с чисто индуктивной нагрузкой ( )
- •35. Преобразователи постоянного напряжения понижающий.
- •36. Преобразователи постоянного напряжения повышающий.
- •37. Преобразователи постоянного напряжения повышающий с инверсией.
- •38. Автономный инвертор тока.
- •39. Автономный инвертор напряжения.
- •11.1 Выпрямители
- •11.2.1 Емкостный фильтр
- •Сглаживающие г- образные фильтры
- •11.3 Внешние характеристики источников питания
11.2.1 Емкостный фильтр
Для снижения пульсаций выпрямленного напряжения параллельно нагрузке подключают конденсатор. На рисунке 11.8 приведена схема однофазного выпрямителя со средней точкой, на рисунке 11.9 - соответствующие ей кривые токов и напряжений.
Рисунок 11.1 - Схема однофазного выпрямителя со средней точкой
и емкостным фильтром
Действие емкостного фильтра основано на том, что конденсатор в течение проводящего интервала запасает энергию, а затем отдает ее в нагрузку, поддерживая выходное напряжение на уровне, близким к постоянному.
В точке 1 (временной диаграммы) диод VD1 открывается, и конденсатор заряжается через малое сопротивление открытого диода практически по синусоиде. В точке 2 диод закрывается, т.к. напряжение на катоде его больше напряжения на аноде и анодный ток прекращается. На интервале (2-4) конденсатор разряжается через нагрузку по закону
, где .
Рисунок 11.9 - Временные диаграммы работы выпрямителя с емкостным фильтром
В точке 3 напряжение на аноде диода > , диод VD2 открывается и возникает ток , конденсатор вновь начинает заряжаться. Напряжение на нагрузке принимает пилообразную форму. Ток через диоды протекает в течение части положительного полупериода в интервале 2Ө , где Ө - угол отсечки. При увеличении постоянной времени фильтра разряд конденсатора будет проходить с меньшей скоростью, а напряжение будет приближаться к постоянному напряжению.
Для расчета емкости фильтра при заданном коэффициенте пульсации заменим истинную форму напряжения на пилообразную, как показано на рисунке 11.10.
Рисунок 11.10 - К определению коэффициента пульсации выпрямленного напряжения
После явных преобразований
, если , то ;
при , , ,
найдем коэффициент пульсации
, (11.21)
где - период и частота первой гармонической составляющей выпрямленного напряжения.
Расчет конденсатора из данной формулы дает завышенное значение примерно на 5%, это вполне допустимо, т.к. технологический разброс при изготовлении конденсаторов достигает 20%.
ИНДУКТИВНЫЙ ФИЛЬТР
Для уменьшения пульсаций тока и напряжения последовательно с нагрузкой подключают катушку индуктивности (дроссель). В этом случае нагрузка выпрямителя носит резистивно-индуктивный характер. Аналогичный характер нагрузки получим, используя выпрямитель для питания машины постоянного тока. Схема однофазного выпрямителя со средней точкой с резистивно-индуктивной нагрузкой и временная диаграмма его работы показаны на рисунках 11.11 и 11.12.
Рисунок 11.11 - Схема однофазного выпрямителя со средней точкой с резистивно-индуктивной нагрузкой
Рисунок 11.12 - Временная диаграмма работы выпрямителя
На интервалах времени (0-1) и (1-2) поочередно открываются соответствующие диоды VD1 и VD2. Напряжение формируется как сумма положительных полуволн напряжений и . Из-за влияния индуктивности дросселя ток в цепи получается сглаженным. Под действием индуктивности ток не спадает до нуля при нулевых значениях напряжения . Дроссель в момент нарастания тока запасает энергию, а за тем отдает ее в нагрузку, поддерживая ток на неизменном уровне. Если индуктивность настолько велика, что ток остается постоянным, а анодные токи , диодов имеют форму прямоугольных импульсов. Ток , потребляемый из сети, имеет форму разнополярных прямоугольных импульсов.
Напряжение на нагрузке повторяет форму тока, а среднее значение напряжения на нагрузке , т.к. постоянная составляющая напряжения практически без потерь передается через дроссель, который имеет малое активное сопротивление.
Среднее значение тока в нагрузке , а среднее значение тока через диод
Индуктивность как самостоятельный фильтр в источниках питания используется редко, чаще в составе сложных фильтров.