Выпрямление переменного тока. Полупроводниковые диоды применяются для выпрямления

Полупроводниковые диоды применяются для выпрямления.. Выпрямление - это процесс преобразования переменного тока в постоянный. Полупроводниковый диод, выпускаемый специально для выпрямления, называется вентилем

Структурная схема выпрямления состоит из: трансформатора 1, одного или нескольких электрических вентилей 2, фильтра 3 и иногда стабилизатора 4, нагрузки 5 (рисунок 10.5).

Рисунок 10.5

Трансформатор преобразует питающее переменное напряжение в такое, которое необходимо для получения заданного напряжения постоянного тока.

Вентили- это приборы, пропускающие электрический ток только в одну сторону. Они являются основными элементами выпрямителя.

Фильтр сглаживает, то есть уменьшает переменную составляющую выпрямленного тока.

Некоторые выпрямители содержат также стабилизатор напряжения, который поддерживает выпрямленное напряжение неизменным при колебаниях питающего напряжения и изменении нагрузки.

Основными величинами, характеризующими эксплуатационные свойства выпрямителя, являются:

- среднее значение выпрямленного тока I_d и напряжения U_d

- коэффициент пульсации K_п, который определяется отношением амплитуды переменной составляющей выпрямленного напряжения U_max к среднему значению выпрямленного напряжения U_d:

- внешняя характеристика выпрямителя определяется зависимостью напряжения на выходе от тока нагрузки при неизменном напряжении на входе выпрямителя. Вид внешней характеристики зависит как от внутренних падений напряжения в элементах выпрямителя, так и от типа фильтра:

U_d = U₂ - I_d ^. R ,

где R - активное сопротивление обмоток трансформатора, вентиля, фильтра;

U₂ - напряжение на вторичной обмотке трансформатора

Рассмотрим принцип действия мостовой схемы выпрямления (рисунок 10.6).

Основным преимуществом мостовых схем является то, что их можно включать в сеть переменного тока и без трансформатора, если не требуется изолировать цепи переменного и постоянного тока между собой.

Переменное напряжение подводится к диагонали моста " а - в ", а нагрузка включается к другой его диагонали " г - б ". В такой схеме вентили пропускают ток попарно: при положительном потенциале точки " а " ток проводят вентили B₁ и B₃, включенные последовательно, а в следующий полупериод работают вентили B₂ и B₄.

Рисунок 10.6

Временные диаграммы показаны на рисунке 10.7.

Рисунок 10.7