Выпрямление переменного напряжения

January 6, 2012 by admin Комментировать »

В большинстве источников питания для понижения напряжения сети до требуемой величины используется трансформатор, а затем с помощью диодной схемы переменное напряжение выпрямляется для получения постоянного напряжения. Простая схема выпрямителя показана на рис. 9.1.

Ток может течь через диод только в том случае, когда напряжение в точке А положительно, и цепь размыкается при отрицательном напряжении в точке А. В результате на нагрузке появляется однополярное напряжение, форма которого приведена на рис. 9.2, 6; вид напряжения на нагрузке можно сравнить с формой исходной синусоиды, изображенной на рис. 9.2, а. Поскольку на нагрузке могут быть только положительные полупериоды синусоиды, однополярное напряжение состоит из серии положительных импульсов. Это преобразование называется однополупериодным выпрямлением.

На рис. 9.3 показана более совершенная схема выпрямителя, в которой переменное напряжение используется полностью; эта схема известна как двухполу пер йодный выпрямитель. Поскольку диодная схема имеет форму ромба и напоминает мост Уитстона, такую схему называют мостовым вып-

Рис. 9.1. Базовая схема источника постоянного напряжения с трансформатором и однополупериодным выпрямителем.

рямителем. Мы можем легко разбить его работу на отдельные этапы, рассматривая, что происходит во время положительных и отрицательных полупериодов напряжения на выходе трансформатора. Когда напряжение в точке А положительно, диод Dl проводит, и напряжение на верхнем конце нагрузки положительно; в то же время напряжение в точке В отрицательно, и диод D3 пропускает его к нижнему концу нагрузки. В следующем полупериоде напряжение в точке А отрицательно, а в точке В положительно, так что диод D2 проводит от точки В к верхнему концу нагрузки, а диод DA проводит от точки А к нижнему концу нагрузки.

Результирующая форма сигнала на нагрузке приведена на рис. 9.4. Очевидно, что при двухполупериодном выпрямлении напряжение на нагрузке имеет менее прерывистый характер, чем в случае однополупериодного выпрямления. Заметим, что частота сигнала при двухполупериодном выпрямлении равна удвоенной частоте исходного переменного напряжения. Отрицательная полуволна инвертируется и помещается между соседними положительными полу периодами.

Рис. 9.2. Форма сигналов в схеме однополупериодного выпрямителя:

а — входное переменное напряжение; б — выпрямленное однополярное напряжение на нагрузке.

Рис. 9.3. Двухполупериодный мостовой выпрямитель.

На рис. 9.5 показан другой тип двухполупериодного выпрямителя. Здесь используется трансформатор с удвоенным напряжением на вторичной об-

+

Вольты О \rwwww\

Время          »

б

Рис. 9.4. Форма сигналов в двухполупериодном мостовом выпрямителе:

а — входное переменное напряжение; б — выпрямленное однополярное напряжение на нагрузке.

Рис. 9.5. Двухфазный двухполупериодный выпрямитель.

мотке, но с отводом от середины вторичной обмотки (точка О). В результате напряжение между точками А и О всегда сдвинуто по фазе по отношению к напряжению между точками В и О на 180°. По этой причине схема называется двухфазным двухполупериодным выпрямителем. В первом полупериоде напряжение в точке А положительно и диод пропускает его к верхнему концу нагрузки. В следующем полупериоде напряжение в точке А отрицательно, а в точке В положительно; следовательно, диод D2 открыт и пропускает положительное напряжение к верхнему концу нагрузки. Эта схема, в действительности, представляет собой два однополупериодных выпрямителя, работающих вместе на одну нагрузку. Форма напряжений здесь такая же, как на рис. 9.4. Сравнивая эту схему с мостовым выпрямителем, видим, что в двухфазной схеме оказываются сэкономленными два диода, но требуется дополнительная обмотка в трансформаторе. Этот выпрямитель был популярен в схемах на лампах, где в качестве диодов Dy и D2 обычно использовались два ламповых диода в одном баллоне с общим катодом, но сейчас эта схема применяется не часто, поскольку полупроводниковые диоды очень дешевы. Имеет смысл сэкономить на обмотке трансформатора, используя мостовой выпрямитель.

Литература: М.Х.Джонс, Электроника — практический курс Москва: Техносфера, 2006. – 512с. ISBN 5-94836-086-5

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты