Мостова схема двопівперіодного однофазного випрямляча без фільтру
Схема двопівперіодного однофазного випрямляча наведена на
рис.74,а.
Чотири діода утворюють чотири плеча випрямляючого моста. В одну діагональ ввімкнено джерело синусоїдальної напруги, в іншу - опір навантаження RН. В першу половину періоду через два діоди (VD1,VD3) тече струм і1, два інших - зачинені. У другу половину періоду струм і2 течечерез VD2,VD4, а перші - зачинені. У резисторі протікає струм тільки в одному напрямку. Постійні складові більші ніж у однопівперіодного випрямляча: Іd = 0,9 Іm, Ud = 0,9Um. Коефіцієнт пульсацій, навпаки, менший: Кп ≈ 66% – тобто мостова схема дає набагато кращу форму випрямленої напруги порівняно з однопівперіодною.
Часові діаграми струмів і напруг, які пояснюють роботу випрямляча, наведені на рис.74,б.
Недолік однофазного двопівперіодного випрямляча: однак велика пульсація напруги на навантаженні.
Багатофазні випрямлячі
Багатофазні випрямлячі дають можливість значно зменшити пульсації напруги на споживачах. На рис.75,а наведена схема трифазного однотактного випрямляча (з нульовим виводом). Аноди з’єднані з виводами вторинної обмотки трансформатора, катоди об’єднані в один вузол. Навантаження Rн включено між катодами і нейтраллю трансформатора. Порядок роботи діодів залежить від потенціалів на анодах, які задаються фазними напругами трансформатора: в кожний даний момент часу струм проводить тільки діод, з’єднаний з виводом вторинної обмотки трансформатора (а,б,с), напруга на якій (uа,uб, uс) додатна і найбільша.
|
|
|
.
Графіки зміни напруг на вторинних обмотках трансформатора і криві зміни напруги і струму на навантаженні наведені на рис.75,б.
Як видно з графіку ин=f(t) криві зміни випрямленої напруги співпадають з обвідною додатних півхвиль напруг вторинних обмоток. На відміну від попередніх випрямлячів струм навантаження ніде не спадає до нуля. Коефіцієнт пульсацій такого випрямляча дорівнює Кп =25%.
Фільтри
Для нормальної роботи більшості електронних приладів до їх джерел живлення виставляються вимоги, щоб коефіцієнт пульсацій був не більшим за 10-2 – 10-6. Ні одна з розглянутих схем випрямлення не забезпечує такого коефіцієнта пульсацій. Тому більшість випрямлячів працюють із згладжуючим фільтром.
Мета використання фільтра - зниження пульсацій на виході за рахунок зниження амплітуди змінної складової випрямленої напруги (або струму), без зниження сталої складової. Фільтри будуються на основі реактивних елементів кола – ємностей і індуктивностей, опір яких залежить від частоти. Фільтри бувають активні і пасивні. Пасивні складаються з R , L, C - елементів. Активні ще мають і підсилювачі.
|
|
|
Ємнісний фільтр
Ємнісний фільтр складається з одного конденсатора, який вмикається паралельно навантаженню.
Пояснення принципу дії фільтра. При підключенні конденсатора паралельно навантаженню (рис.76,а) струм розгалужується: частина тече через опір навантаження, частина – через конденсатор. Конденсатор є нескінченно великим опором щодо постійної складової та малим – щодо змінної.
 |
Протягом чверті періоду (0 – Т / 4 ) конденсатор заряджається до напруги Um, після цього вхідна uвх становиться меншою напруги на конденсаторі uc. Вентиль VD закривається, а конденсатор розряджається на навантаження, підтримуючи в ньому струм. По мірі розрядки конденсатора напруга на ньому зменшується, причому зменшується повільно. А так як С і Rн ввімкнені паралельно, uc = uRн , то напруга і на навантаженні буде зменшуватися повільніше, ніж без конденсатора. Через інтервал часу t = T потенціал анода знов починає зростати, в момент часу, що відповідає точці b, діод відкривається і конденсатор перезаряджається знов до Um . Потім процес повторюється. Напруга на навантаженні змінюється по кривій abc.
|
|
|
Величина τ = RнСф називається сталою часу цього процесу. Конденсатор вибирають таким чином, щоб хс >> Rн .
Ємнісний фільтр використовують в малопотужних схемах при
великому Rн .
Індуктивний фільтр
Індуктивний фільтр уявляє собою індуктивність, яка вмикається послідовно з навантаженням (рис.76,б), використовується в потужних випрямлячах при малому значенні Rн .
Уявляє собою дросель (котушку на магнітопроводі). Опір дроселя
хL = ωп Lф , де ωп – частота пульсацій, тому дросель не оказує опору сталій складовій струму, а тільки для змінної складової напруги на ньому.
Зростання напруги u2 на виході випрямляча викликає зростання струму в колі дроселя L і на навантаженні Rн . Осердя дроселя намагнічується, в його обмотці з’являється ЕРС самоіндукції, що перешкоджає зростанню струму. Струм на навантаженні і напруга на ньому зростають повільніше, ніж коли індуктивності не було б. Коли напруга u2 починає зменшуватися, зменшується струм в колі дроселя і навантаження. В обмотці дроселя виникає ЕРС самоіндукції, яка підтримує попередній струм на навантаженні. В результаті струм і напруга на навантаженні змінюються незначно.
|
|
|
Складні фільтри
Для одержання більших коефіцієнтів згладжування і зменшення ємності Сф і Lф часто використовують складні фільтри. Схеми цих фільтрів мають наступний вид (рис.77):
 |
а), б) – Г-подібний фільтр; в),г) - П-подібний фільтр (резисторно-ємнісний) .
Коефіцієнт згладжування К згл = Кп вх / Кп вих дорівнює відношенню пульсацій на вході до пульсацій на виході.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 162; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!