КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ. Однофазный мостовой выпрямитель (рисунок 1) содержит четыре диода VD1–
Однофазный мостовой выпрямитель (рисунок 1) содержит четыре диода VD1–
VD4, соединенных по схеме моста. В одну диагональ моста включено сетевое на-
пряжение, а в другую – нагрузка Rн.Положительным полюсом нагрузки является
общая точка соединения катодов диода, отрицательным – точка соединения анодов.
Принцип действия выпрямителя, работающего на активную нагрузку, поясняют
временные диаграммы (рисунок 2).
Диоды в схеме проводят ток парами пооче-
редно. В положительном полупериоде сину-
соидального входного напряжения, когда в
точке 1 положительный, а в точке 2 отрица-
тельный потенциал, ток протекает через диод
uвх
–
VD4
VD1
+
VD1, сопротивление нагрузки Rн и диод VD3.
Диоды VD2 и VD4 в этот момент ток не про-
пускают и находятся под обратным напряже-
нием. Во второй полупериод, когда точка 1
VD3
Rн
VD2
находится под отрицательным потенциалом, а
точка 2 под положительным, ток протекает
Рисунок 1 – Мостовой выпрямитель
через диод VD2, сопротивление нагрузки Rн и диод VD4. Диоды VD2 и VD4 в
этот момент ток не пропускают. Таким образом, токи, текущие через нагрузку
Rн в разные полупериоды входного напряжения, совпадают по направлению.
Основные параметры выпрямителя следующие:
– среднее значение выходного напряжения uвых
U
=
T
∫
u dt
=
T
∫
Umsin
ωt dt = −
U
m
cos
T
ωt =
2U
m ≈
U ; (1)
0,9
ср
T
вых
T
ωT
π
– среднее значение выходного тока iвых
I =2Im≈ 0,9I .
(2)
ср
π
Среднее значение тока отдельного диода Iд. ср =Iср/2.Максимальное (ам-
плитудное) значение тока отдельного вентиля Iд. max =π Iср/2.Максимальное
обратное напряжение на диоде Uд. обр =π Uср/2.
Спектральный состав выпрямленного напряжения, полученный в ре-
зультате разложения двухполупериодных импульсов выпрямленного на-
пряжения в ряд Фурье,
+ … =
−
ω −
u
вых=u0+ +u1u2
π
U
m
U
0, 425Umsin ω −t 0,085msin 2
t
… , (3)
где u0 – постоянная составляющая выходного (выпрямленного) напряжения,
u1 – первая (основная) гармоника выходного напряжения; u2 – вторая гар-
моника выходного напряжения и т. д.
Коэффициент пульсаций выходного напряжения (без фильтра)
U
2=0, 67
ε =
1m = −
U n2
,
(4)
ср
где n – число последовательно включенных работающих диодов (n = 2 для
мостовой схемы).
В двухполупериодной схеме вы-
прямления по сравнению с однополу-
периодной лучше используются воз-
можности трансформации и меньше
коэффициент пульсаций.
Следует отметить, что однофазная
мостовая схема может быть непосред-
ственно (то есть без применения
трансформатора) включена в цепь
переменного тока, если напряжение
сети обеспечивает требуемое значе-
ние выпрямленного напряжения, что
является достоинством этой схемы.
Мостовая схема имеет низкое выход-
ное сопротивление. Еще одним дос-
тоинством этой схемы является то,
что диоды могут быть рассчитаны на
вдвое меньшее обратное напряжение.
Недостаток мостовой схемы – необ-
ходимо бульшее количество диодов
(четыре), а также повышенное (вдвое по
Рисунок 2 – Временные диаграммы работы
выпрямителя со сглаживающим фильтром
сравнению с однополупериодной схе-
мой) падение напряжения на диодах.
С мостовыми выпрямителями применяют также и сглаживающие фильт-
ры (см. лабораторную работу № 3). Основное отличие от однополупериод-
ного выпрямителя состоит в том, что работа сглаживающего конденсатора
(заряд–разряд) происходит в течение одного полупериода.
Дата добавления: 2015-11-12; просмотров: 509;