Вы находитесь здесь: Главная > Диоды > Выпрямители схемы выпрямления электрического тока

Выпрямители схемы выпрямления электрического тока

Выпрямители схемы выпрямления электрического токаВыпрямитель электронного тока – электрическая схема, созданная для преобразования переменного электронного тока в неизменный (однополярный) электронный ток.

В полупроводниковой аппаратуре выпрямители исполняются на полупроводниковых диодиках. В более старенькой и высоковольтной аппаратуре выпрямители исполняются на электровакуумных устройствах – кенотронах. Ранее обширно использовались – селеновые выпрямители.

Для начала вспомним, что собой представляет переменный электронный ток. Это гармонический сигнал, меняющий свою амплитуду и полярность по синусоидальному закону. В переменном электронном токе можно условно выделить положительные и отрицательные полупериоды. Всё то, что больше нулевого значения относится к положительным полупериодам (положительная полуволна – красноватым цветом), а всё, что меньше (ниже) нулевого значения – к отрицательным полупериодам (отрицательная полуволна – голубым цветом).

Выпрямитель, зависимо от его конструкции «отсекает», либо «переворачивает» одну из полуволн переменного тока, делая направление тока однобоким.

Схемы построения выпрямителей сетевого напряжения можно поделить на однофазовые и трёхфазные, однополупериодные и двухполупериодные.

Выпрямители схемы выпрямления электрического токаДля удобства мы будем считать, что выпрямляемый переменный электронный ток поступает с вторичной обмотки трансформатора. Это соответствует правде и поэтому, что даже электронный ток в домашние розетки квартир домов приходит с трансформатора понижающей подстанции. Не считая того, так как сила тока – величина, впрямую зависящая от нагрузки, то при рассмотрении схем выпрямления мы будем оперировать не понятием силы тока, а понятием – напряжение, амплитуда которого впрямую не находится в зависимости от нагрузки.

На рисунке изображена схема и временная диаграмма выпрямления переменного тока однофазовым однополупериодным выпрямителем. Из рисунка видно, что диодик отсекает отрицательную полуволну. Если мы перевернём диодик, поменяв его выводы – анод и катод местами, то на выходе окажется, что отсечена не отрицательная, а положительная полуволна. Среднее значение напряжения на выходе однополупериодного выпрямителя соответствует значению: Uср = Umax / &pi — = 0,318 Umax

где: &pi — — константа равная 3,14.

Однополупериодные выпрямители употребляются в качестве выпрямителей сетевого напряжения в схемах, потребляющих слабенький ток, также в качестве выпрямителей импульсных источников питания. Они полностью не годятся в качестве выпрямителей сетевого напряжения синусоидальной формы для устройств, потребляющих большой ток.

Выпрямители схемы выпрямления электрического токаБолее распространёнными являются однофазовые двухполупериодные выпрямители. Есть две схемы таких выпрямителей – мостовая схема и балансная.

Разглядим мостовую схему однофазового двухполупериодного выпрямителя и его работу. Если ток вторичной обмотки трансформатора течёт по направлению от точки «А» к точке «В», то дальше от точки «В» ток течёт через диодик VD3 (диодик VD1 его не пропускает), нагрузку Rн, диодик VD2 и ворачивается в обмотку трансформатора через точку «А». Когда направление тока вторичной обмотки трансформатора изменяется на обратное, то вышедший из точки «А», ток течёт через диодик VD4, нагрузку Rн, диодик VD1 и ворачивается в обмотку трансформатора через точку «В».

Таким макаром, фактически отсутствует просвет времени, когда напряжение на выходе выпрямителя равно нулю.

Разглядим балансную схему однофазового двухполупериодного выпрямителя. По собственной сущности это два однополупериодных выпрямителя, присоединенных параллельно в противофазе, при всем этом начало 2-ой обмотки соединено с концом первой вторичной обмотки. Если в мостовой схеме во время деяния обоих полупериодов сетевого напряжения употребляется одна вторичная обмотка трансформатора, то в балансной схеме две вторичных обмотки (2 и 3) употребляются поочерёдно.

Выпрямители схемы выпрямления электрического токаСреднее значение напряжения на выходе двухполупериодного выпрямителя соответствует значению: Uср = 2*Umax / &pi — = 0,636 Umax

где: &pi — — константа равная 3,14.

Представляет энтузиазм сочетание мостовой и балансной схемы выпрямления, в итоге которого, выходит двухполярный мостовой выпрямитель, у которого один провод является общим для 2-ух выходных напряжений (для первого выходного напряжения, он отрицательный, а для второго — положительный):

Трёхфазные выпрямители

Трёхфазные выпрямители владеют наилучшей чертой выпрямления переменного тока – наименьшим коэффициентом пульсаций выходного напряжения по сопоставлению с однофазовыми выпрямителями. Связано это с тем, что в трёхфазном электронном токе синусоиды различных фаз «перекрывают» друг дружку. После выпрямления такового напряжения, сложения амплитуд разных фаз не происходит, а выделяется наибольшая амплитуда из значений всех трёх фаз входного напряжения.

Выпрямители схемы выпрямления электрического токаНа последующем рисунке представлена схема трёхфазного однополупериодного выпрямителя и его выходное напряжение (красноватым цветом), образованное на «вершинах» трёхфазного напряжения. За счёт «перекрытия» фаз напряжения, выходное напряжение трёхфазного однополупериодного выпрямителя имеет наименьшую глубину пульсации. Вторичные обмотки трансформатора могут быть применены только по схеме подключения «звезда», с «нулевым» выводом от трансформатора.

На последующем рисунке представлена схема трёхфазного двухполупериодного мостового выпрямителя (схема Ларионова) и его выходное напряжение (красноватым цветом). За счёт использования положительной и перевернутой отрицательной полуволны трёхфазного напряжения, выходное напряжение (выделено красноватым цветом), образованное на верхушках синусоид, имеет самую небольшую глубину пульсаций выходного напряжения по сопоставлению со всеми остальными схемами выпрямления. Вторичные обмотки трансформатора могут быть применены как по схеме подключения «звезда», без «нулевого» вывода от трансформатора, так и «треугольник».

При конструировании блоков питания для выбора выпрямительных диодов употребляют последующие характеристики, которые всегда указаны в справочниках:

— наибольшее оборотное напряжение диодика – Uобр —

— наибольший ток диодика – Imax —

— прямое падение напряжения на диодике – Uпр .

Нужно выбирать все эти перечисленные характеристики с припасом, для исключения выхода диодов из строя.

Выпрямители схемы выпрямления электрического токаНаибольшее оборотное напряжение диодика Uобр должно быть вдвое больше реального выходного напряжения трансформатора. В неприятном случае вероятен оборотный пробой p-n, который может привести к выходу из строя не только лишь диодов выпрямителя, да и других частей схем питания и нагрузки.

Значение наибольшего тока Imax избираемых диодов должно превосходить реальный ток выпрямителя в 1,5 – 2 раза. Невыполнение этого условия, также приводит к выходу из строя поначалу диодов, а позже других частей схем.

Прямое падение напряжения на диодике – Uпр, это то напряжение, которое падает на кристалле p-n перехода диодика. Если по пути прохождения тока стоят два диодика, означает это падение происходит на 2-ух p-n переходах. Другими словами, напряжение, подаваемое на вход выпрямителя, на выходе миниатюризируется на значение падения напряжения.

Схемы выпрямителей созданы для преобразования переменного — изменяющего полярность напряжения в однополярное — не изменяющее полярность. Но этого недостаточно для перевоплощения переменного напряжения в неизменное. Для того, чтоб оно преобразовалось в неизменное нужно применение сглаживающих фильтров питания, устраняющих резкие перепады выходного напряжения от нуля до наибольшего значения.

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • Twitter
  • RSS

Оставить комментарий

Подтвердите, что Вы не бот — выберите самый большой кружок: