Однополупериодный выпрямитель. Достоинства, недоста-и.
Под действием напряжения на вторичной обмотке трансформатора ток в цепи нагрузки будет проходить только в течение тех полупериодов, когда напряжение на аноде диода будет больше, чем на катоде, то есть при положительной полуволне диод открыт (закоротка), через нагрузку протекает максимальный ток, при отрицател-й полуволне диод заперт(разрыв), тока через нагр-у нет.
Средние значения выпрямленных напряжения и тока:
Особенностью однополупериодного выпрямителя является то, что ток по вторичной обмотке протекает только полпериода, а вторые полпериода – холостой ход.
Достоинство – простота реализации.
– значительный уровень пульсаций выпрямленного напряжения;
– среднее значение тока цепи по первичной обмотке имеет постоянную составляющую.
Двухполупериодный выпрямитель со средней точкой.
Выпрямитель – это устройство, позволяющее получать однополярное выходное напряжение при двухполярном входном. Основные схемы выпрямителей можно разделить на однополупериодные и двухполупериодные. Входы выпрямителей подключаются ко вторичным обмоткам силового трансформатора, а выходы, как правило, к сглаживающему фильтру. Схема выпрямителя со средней точкой и временные диаграммы, поясняющие его работу, представлены на рис. 1.
Данный выпрямитель отличается от однополупериодного тем, что требует наличия двух идентичных обмоток силового трансформатора. Обмотки включены таким образом, что когда на верхнем выводе обмотки положительная полуволна, на нижнем выводе обмотки – отрицательная.Кроме этого, в выпрямителе используется дополнительный диод VD2. В результате схема представляет собой два однополупериодных выпрямителя, работающих через половину периода на общее сопротивление нагрузки. Схема выпрямителя со средней точкой отличается от схемы однополупериодного выпрямителя тем, что через силовой трансформатор не протекает постоянный ток. Однако за это приходится платить дополнительной обмоткой и дополнительным диодом. Средний ток через обмотки и диод в два раза меньше, чем ток нагрузки, т.е. по среднему току и напряжению на нагрузке схема в два раза эффективней схемы однополупериодного выпрямителя: ; .
– для двухполупериодного выпрямителя.
Мостовая схема двухполупериодного выпрямителя.
Недостатков рассмотренных схем, связанных с недоиспользованием обмоток силового трансформатора, лишена мостовая схема, представленная на рис.1.4.
Рис.1.4. Схема мостового выпрямителя – а), временные диаграммы его работы – б)
В данной схеме требуется силовой трансформатор с одной обмоткой, но в выпрямителе используется четыре диода. Когда на вторичной обмотке силового трансформатора положительная полуволна, открыты диоды VD1, VD2 (VD3, VD4 – закрыты) и напряжение подключается к сопротивлению нагрузки (см. рис. 4б, интервал времени ). При отрицательной полуволне на обмотке силового трансформатора открываются диоды VD3, VD4 (VD1, VD2 – закрыты) и к нагрузке прикладывается отрицательная полуволна (см. рис. 4а пунктир), но таким образом, что в нагрузке ток протекает в том же направлении, что и в предшествующий полупериод.
Достоинством данного выпрямителя является наличие в силовом трансформаторе всего лишь одной обмотки, по которой протекает переменный ток. Однако в отличие от предыдущей схемы последовательно с нагрузкой включены два полупроводниковых диода, т. е. происходит дополнительное падение напряжения на диоде, соответственно и выделение тепловой энергии.
Достоинства и недостатки
Достоинствами однополупериодной схемы выпрямления являются:
- простота;
- наличие только одного диода;
- использование однофазного трансформатора.
К недостаткам схемы следует отнести:
- относительно большое значение коэффициента пульсаций;
- низкий коэффициент использования мощности трансформатора, так как он работает только в течение одного полупериода;
- большая величина обратного напряжения на диоде.
Применение Как правило, однополупериодную схему выпрямления применяют в маломощных выпрямителях с высокоомной нагрузкой, когда не требуется высокой степени сглаживания выпрямленного напряжения. Уменьшение пульсации напряжения Для уменьшения пульсаций напряжения на выходе выпрямителя ставят сглаживающие фильтры. В простейшем случае – конденсатор. Схема однополупериодного выпрямителя, дополненного конденсатором С1, приведена на рисунке 18, а напряжение на его входе и выходе – на рисунке 19. Коэффициент пульсации на выходе такого выпрямителя (для частоты питающей сети 50 Гц !) определяется по приближенной формуле: 
, (3) где сопротивление нагрузки Rн считают в омах, а емкость конденсатора С – в микрофарадах. При увеличении частоты питающей сети коэффициент пульсации уменьшается в соответствующее количество раз. 
Рис. 18. Однополупериодный выпрямитель, дополненный конденсатором С1 
Рис. 19. Напряжение на входе и выходе однополупериодного выпрямителя, дополненного конденсатором С1
3.10.5. Двухполупериодная схема выпрямления
Состав Двухполупериодная схема выпрямления (рисунок 20) представляет собой два однополупериодных выпрямителя, работающих поочередно на одну нагрузку. Он состоит из трансформатора T1 и двух диодов D1 и D2. Так же, как и ранее, в схеме для его исследования в качестве питающей сети используется источник переменного напряжения V2, в качестве нагрузки — резистор R2. Для получения временных диаграмм используется осциллограф. Работа схемы В течение одного полупериода ток протекает через диод D1, нагрузку R2 и половину вторичной обмотки трансформатора Т1. Во вторую половину периода работает вторая часть схемы. Таким образом, через нагрузку ток протекает в течение всего периода в одном направлении (рисунок 21.а). Достоинства и недостатки К недостаткам можно отнести наличие средней точки трансформатора, так как ее наличие усложняет конструкцию трансформатора и позволяет эффективно использовать лишь половину обмотки. Применение Двухполупериодный выпрямитель со средним выводом вторичной обмотки трансформатора применяют в низковольтных устройствах. Уменьшение пульсаций напряжения Для уменьшения пульсаций напряжения на выходе выпрямителя ставят сглаживающие фильтры. В простейшем случае, конденсатор. Схема двухполупериодного выпрямителя, дополненного конденсатором С1, приведена на рисунке 22, а напряжение на его выходе – на рисунке 21.б. Коэффициент пульсации на выходе такого выпрямителя (для частоты питающей сети 50 Гц !) определяется по приближенной формуле: 
, (4) где сопротивление нагрузки Rн считают в омах, а емкость конденсатора С — в микрофарадах. При увеличении частоты питающей сети коэффициент пульсации уменьшается в соответствующее количество раз. 
Рис. 20. Двухполупериодный выпрямитель 
а) б) Рис. 21. Напряжение на выходе двухполупериодного выпрямителя без конденсатора С1 (а) и дополненного конденсатором С1 (б) 
Рис. 22. Двухполупериодный выпрямитель, дополненный конденсатором С1
Достоинства и недостатки. Достоинствами однополупериодной схемы выпрямления являются:
Достоинствами однополупериодной схемы выпрямления являются:
· наличие только одного диода;
· использование однофазного трансформатора.
К недостаткам схемы следует отнести:
· относительно большое значение коэффициента пульсаций;
· низкий коэффициент использования мощности трансформатора, так как он работает только в течение одного полупериода;
· большая величина обратного напряжения на диоде.
Рис. 33. Напряжение на входе (а) и выходе (б) однополупериодного
выпрямителя
Применение
Как правило, однополупериодную схему выпрямления применяют в маломощных выпрямителях с высокоомной нагрузкой, когда не требуется высокой степени сглаживания выпрямленного напряжения.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Выпрямители. Достоинства и недостатки
Схемы выпрямителей:
1. Однополупериодный выпрямитель
2. Двухполупериодный выпрямитель с нулевой
точкой
3. Мостовая схема выпрямления
4. Схема удвоения напряжения
5. Трёхфазный выпрямитель
6. Схема Ларионова
7. Выпрямитель для бестрансформаторного
питания аппаратуры
5.
Однополупериодный выпрямитель:
6.
Двухполупериодный выпрямитель
с нулевой точкой:
7.
Мостовая схема выпрямления:
8.
На основе мостовой схемы, при наличии среднего
вывода с вторичной обмотки трансформатора
можно получить еще два варианта схем
выпрямления:
На левой схеме отвод от средины вторичной обмотки позволяет
получить еще одно напряжение, меньше основного в 2 раза.
На правой схеме получается двуполярное напряжение амплитудой в 2
раза меньше чем получаемое в основной схеме.