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 R_Н. 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: І_d = 0,9 І_m_, U_d = 0,9U_m. Коефіцієнт пульсацій, навпаки, менший: К_п ≈ 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 R_н 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 (u_а,u_б, u_с) 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 и_н=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 К_п =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 U_m, після цього вхідна u_вх становиться меншою напруги на конденсаторі u_c. 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 R_н ввімкнені паралельно, u_c = u_Rн , 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 U_m . Потім процес повторюється. Напруга на навантаженні змінюється по кривій abc.

Величина τ = R_нС_ф називається сталою часу цього процесу. Конденсатор вибирають таким чином, щоб х_с >> R_н .

Ємнісний фільтр використовують в малопотужних схемах при
великому R_н .

Індуктивний фільтр

Індуктивний фільтр уявляє собою індуктивність, яка вмикається послідовно з навантаженням (рис.76,б), використовується в потужних випрямлячах при малому значенні R_н .

Уявляє собою дросель (котушку на магнітопроводі). Опір дроселя
х_L = ω_п L_ф , де ω_п – частота пульсацій, тому дросель не оказує опору сталій складовій струму, а тільки для змінної складової напруги на ньому.

Зростання напруги u₂на виході випрямляча викликає зростання струму в колі дроселя L і на навантаженні R_н . 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 С_ф і L_ф 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 = К_{п вх} / К_{п вих} дорівнює відношенню пульсацій на вході до пульсацій на виході.

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 162; Мы поможем в написании вашей работы!
Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 18 19 20 21 222324 25 26 27 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!