Всего на сайте:
282 тыс. 988 статей

Главная | Электроника

Выпрямительные устройства  Просмотрен 17

Выпрямители служат для преобразования переменного (синусоидального) напряжения в напряжение постоянного тока с помощью полупроводниковых выпрямительных диодов.

В схеме однополупериодного выпрямителя(рис. 2.34,а) ток Iн через диод проходит в нагрузку Rн, только в положительные полупериоды напряжения U2, так как в отрицательные полупериоды оно запирает диод. Ток в нагрузке (заштрихован) имеет прерывистый характер, а его постоянная составляющая I0 представляет собой среднее значение тока, протекающего за период, и создает на нагрузке постоянную составляющую напряжения, равную (согласно разложению функции в ряд Фурье):

,

где U2max и U2 – амплитудное и действующее значения синусоидального напряжения вто +ричной обмотки трансформатора.

 

б

В отрицательный полупериод к запертому диоду приложено обратное напряжение Uобр = U2max = πU0, поэтому диод выбирают так, чтобы его допустимое обратное напряжение удовлетворяло условию Uобр доп > πU0 , а допустимый через диод ток – условию Iср доп > I0.

Схема двухполупериодного выпрямителясостоит из четырех диодов, включенных по так называемой мостовой схеме (рис. 2.34,б). Напряжение U2 в положительный полупериод открывает диоды VD1 и VD3 и от точки А к точке В по цепи VD–R–VD3 протекает ток нагрузки In= I 1,3. При этом диоды VD1 и VD4 заперты. В отрицательный полупериод напряжение U2 открывает диоды VD1 и VD4 и ток

In= I 2,4 течет от точки В к точке A по цепи VD2–R–V–D4, проходя по нагрузке в одном и том же направлении. В этой схеме постоянные составляющие тока I0 и напряжения Uo в два раза выше, чем в однополупериодной схеме:

и

Оценим обратное напряжение, приложенное, например, к диоду VD2 в положительный полупериод напряжения U2. При открытом диоде VDI потенциал точки А близок к положительному потенциалу точки А обмотки трансформатора, а ее отрицательный потенциал точки В приложен к другому выводу диода VD2. Значит, к диоду VD2 приложено обратное напряжение вторичной обмотки трансформатора Uo=U2max, т. е. такое же, как и в однополупериодной схеме. Ток, протекающий через каждый из диодов, Iср= Iо/2, т.е.

в два раза меньше, чем в однополупериодном выпрямителе.

Пример 3. Найти параметры диодов и коэффициент трансформации трансформатора для мостовой схемы выпрямителя (рис. 2.29, б), если необходимо получить мощность в нагрузке Ро = 600 Вт и напряжение Uo = 115 В при напряжении сети 220 В (нагрузка чисто активная).

Р е ш е н и е.Напряжение вторичной обмотки трансформатора должно быть

U2=Uо/0,9 =115/0,9 =127 В.

Следовательно, необходим понижающий трансформатор с коэффициентом трансформации К= 220 / 127 = 1,73. Постоянный ток в нагрузке

I0 = Р0/ U0 = 600/115 = 5,2 А.

Следовательно, необходимы диоды, допустимый ток которых Iср.доп³ 5,2/2 =2,6 А, а допустимое обратное напряжение

В.

Трехфазные выпрямителиприменяют при больших мощностях, так как они равномерно нагружают трехфазную сеть.

Вторичная обмотка трансформатора, соединенная звездой с нулевым проводом, подключена к нагрузке Д, через три диода (рис. 2.35, а). Ток через каждый диод протекает в течение 1/3 периода Т, когда напряжение фазной обмотки, с которой соединен диод, выше напряжения обмоток двух других фаз. На рис. 2.35,в заштрихована форма напряжения, подаваемого к нагрузке и имеющего значительно меньшие пульсации, чем на схеме рис. 2.34. В трехфазном выпрямителе соотношения для чисто активной нагрузки таковы:

где U2max и U2 – амплитудное и действующее значения фазного напряжения, а средний ток через диод Iср = I0/3.

 

В мостовом трехфазном выпрямителе (рис. 2.35,б) соотношения для чисто активной нагрузки равны

где Um и U – амплитудное и действующее значения линейного напряжения сети, а средний ток через каждый диод Iср = I0/3.

Пример 4. Чему равно выпрямленное напряжение мостового трехфазного выпрямителя (рис. 2.29, б), подключенного к сети с линейным напряжением U = 380 В, и на какое обратное напряжение должны быть рассчитаны диоды?

Р е ш е н и е.Постоянное напряжение равно U0 =1,35 380 =513 В и диоды должны быть рассчитаны на обратное напряжение

Uобр=Umax=√2U= √2∙380=537 В.

Предыдущая статья:Структура источников электропитания Следующая статья:Сглаживающие фильтры
page speed (0.0139 sec, direct)