Неуправляемые полупроводниковые выпрямители

Простейшими полупроводниковыми выпрямителями являются неуправляемые выпрямители, они служат для преобразования переменного напряжения в постоянное. На рис. 36, а показана схема выпрямления с одним полупроводниковым диодом, включенным последовательно с нагрузкой. Ток проходит через резистор нагрузки R_н только в течение положительных полупериодов переменного напряжения, подведенного к цепи с выпрямителем от вторичной обмотки трансформатора (рис. 37, б).

Для того чтобы в нагрузку поступал ток в течение обоих полупериодов входного синусоидального напряжения, применяются схемы двухполупериодного выпрямления. В схеме с двумя диодами (рис. 36, б)в одном полупериоде открыт один диод, в другом — второй. Диоды включены так, что ток в нагрузке в течение обоих полупериодов имеет одинаковый знак.

В схеме с четырьмя диодами (рис. 36, в) ток в каждом полупериоде проходит через два диода, расположенных в разных плечах моста. В двухполупериодных схемах выпрямленное напряжение в два раза больше, чем в однополупериодной схеме (рис. 37, в).

В трехфазной схеме с тремя диодами нагрузка включена между узлом, образованным диодами, и нейтральной точкой трехфазного трансформатора (рис. 36, г). В этой схеме диоды работают поочередно, длительность прохождения тока в каждом диоде равна одной трети периода.

Рис. 36. Выпрямительные схемы: а — однофазная одиополупериодиая;

б — однофазная двухполупериодная; в — однофазная мостовая,

двухполупериодная; г — трехфазная с нулевой точкой;

д — трехфазная мостовая

Рис. 37. Кривые изменения напряжения: а — на входе однофазных

выпрямительных схем; б — на выходе однополупериодной схемы выпрямления; в — на выходе двухполупериодной схемы выпрямления

Мостовая трехфазная схема выпрямления обеспечивает еще большее сглаживание выпрямленного тока и исключает необходимость использования нейтральной точки трансформатора (см. рис. 36, д).

Параметры основных выпрямительных схем приведены в таблице 1, пользуясь которой можно рассчитать выпрямительное устройство. Покажем это на следующем примере.

На выходе однополупериодного выпрямителя необходимо обеспечить мощность

Р_d = 100 Втпри напряжении питания U_d = 40 В. Выбрать полупроводниковый диод по справочнику. Определить необходимое напряжение вторичной обмотки трансформатора (см. рис. 36, а).

1. Определяем ток потребителя

А

Таблица 1

Параметры типовых выпрямительных схем

2. Определяем напряжение, действующее на диод в непроводящий период. Для однополупериодного выпрямителя

U_в = 3,14 · U_d = 3,14 · 40 = 126 В.

3. По справочнику (Диоды выпрямительные, стабилитроны, тиристоры: Справочник. — М.: КубК-а, 1996. 528 с.) выбираем диод из условия: I_доп ≥ I_d и U_обр ≥ U_в.

Этим условиям удовлетворяет диод КД202Е, для которого I_d = 3 A ˃ 2,5 А и U_обр = 140 В ˃ 126 В.

4. Необходимое напряжение вторичной обмотки трансформатора

В.