Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Стабилитроны

Трехфазная мостовая схема выпрямления (схема Ларионова).

Двухполупериодная мостовая схема выпрямления.

Схема однотактного однофазного однополупериодного выпрямления. представлена на рис.2.1.

ДИОДНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ СХЕМЫ.

Для питания электронной аппаратуры, электродвигателей постоянного тока, электролизных и других установок возникает необходимость в выпрямлении переменного тока в постоянный.

Под выпрямлением понимается процесс преобразования переменного тока в постоянный с помощью устройств, обладающих односторонней электрической проводимостью.

Выпрямительные устройства обычно состоят из трех основных элементов: трансформатора, одного или нескольких диодов (электрических вентилей) и сглаживающего фильтра. С помощью трансформатора, как правило, понижается значение переменного напряжения, получаемого от источника питания, с целью приведения его в соответствие со значением требуемого выпрямленного напряжения.

При выпрямлении однофазного переменного тока простейшими схемами выпрямления являются однотактные однофазные схемы

Однотактными выпрямительными устройствами являются такие, в которых ток во вторичной обмотке трансформатора в процессе выпрямления протекает только в одном направлении, а в двухтактных выпрямительных устройствах - в обоих направлениях.

 

а) б)

Рис.1.3. Схема однополупериодного выпрямления.

Где:

Rн – сопротивление нагрузки;

TV1 – трансформатор напряжения (понижающий);

VD1 – диод;

U1 – напряжение первичной обмотки трансформатора;

U2 – напряжение вторичной обмотки трансформатора.

Принцип работы схемы заключается в следующем. При полярности напряжения U2, указанной на схеме без скобок, к диоду приложена полярность прямого смещения. Диод открыт и вся положительная волна напряжения U2 проходит нагрузку. При полярности напряжения U2, указанной на схеме в скобках, диод закрыт. Ток через диод не протекает, что отсекает отрицательную полуволну. Таким образом, через нагрузку протекает ток только в положительном направлении. Однако, выпрямленный ток напоминает постоянный только в первом приближении.

Однополупериодное выпрямление переменного тока характеризуется глубокими пульсациями выпрямленного тока и напряжения, которые обусловливаются наличием в кривых выпрямленного тока и напряжения переменных составляющих - пульсаций. Для оценки пульсаций в той или иной схеме выпрямления вводится коэффициент пульсаций - q, под которым понимается отношение амплитуды Аm, наиболее выраженной гармонической составляющей, входящей в кривые выпрямленного тока или напряжения, к постоянно составляющей Ad тока или напряжения в выходной цепи выпрямителя:

Рассмотренная схема выпрямления имеет большие значения коэффициента пульсаций. Для питания большей части электронной аппаратуры требуется выпрямленное напряжение с коэффициентом пульсации, не превышающим значений q =0,002 -:- 0,02. Коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения можно значительно снизить, если на выходе выпрямителя включить сглаживающий электрический фильтр. Простейшими сглаживающими фильтрами являются конденсатор, включаемый параллельно слаботочной нагрузке.

При использовании простейшего емкостного фильтра сглаживание пульсаций выпрямленного напряжения и тока происходит за счет периодической зарядки конденсатора фильтра Сф (когда напряжение на выходе трансформатора превышает напряжение на нагрузке) с последующей его разрядкой на сопротивление нагрузки.

В период действия положительной полуволны конденсатор заряжается, а в паузе между полуволнами – разряжается, но с большой постоянной времени. Поэтому, форма выпрямленного напряжения более соответствует постоянному. Емкостные фильтры применяют предпочтительно в маломощных схемах выпрямления, так как при этом возрастает эффективность сглаживания.

Напряжение, воспринимаемое диодом в непроводящий полупериод, - обратное напряжение Uoбp(t) при этом определяется значением напряжения U2(t) на вторичной обмотке трансформатора. Следовательно, максимальное значение обратного напряжения, которое приложено к диоду в данной схеме, равно амплитудному значению напряжения U2m на вторичной обмотке трансформатора. Поэтому, при выборе диода для схемы однополупериодного однофазного однотактного выпрямления необходимо принимать во внимание, что максимально допустимое обратное напряжение диода было больше или равно амплитудному значению напряжения на вторичной обмотке трансформатора.

К недостаткам однополупериодной схемы выпрямления следует отнести значительные пульсации выпрямленных тока и напряжения, а также недостаточно высокое использование трансформатора, так как по его вторичной обмотке при этом протекает ток только в течение полупериода. Выпрямители подобного типа применяются главным образом в маломощных установках, когда выпрямленный ток мал, а достаточно удовлетворительное сглаживание пульсаций может быть обеспечено с помощью фильтра.

Дв ухполупериодная схема выпрямления содержит четыре диода VD1 – VD4. Такое включение диодов носит название диодный мост (рис.1.4).

Принцип работы схемы заключается в следующем. При полярности напряжения U2, указанной на схеме без скобок, диоды VD2 и VD3 – открыты,

 

Рис. 1.4. Двухполупериодная мостовая схема выпрямления и диаграмма ее работы.

 

VD1 и VD4 – закрыты. Поэтому положительная полуволна проходит в нагрузку по цепи: +U2; VD2; Rн; VD3; - U2.При полярности напряжения U2, указанной в скобках, диоды VD1 и VD3 – открыты, VD2 и VD4 – закрыты, поэтому отрицательная полуволна пройдет в нагрузку по цепи: +U2; VD4; Rн; VD1; - U2.Причем, направление тока в нагрузке не изменяется. Поэтому катодная группа диодного моста всегда даёт плюс, анодная – минус выпрямленного напряжения.

Рис.1.5. Условное обозначение диодного моста.

 

Применение двухполупериодной схемы выпрямления более предпочтительно, чем однополупериодной за счет снижения обратного напряжения, воздействующего на диод в непроводящую часть периода, и уменьшения расчетной мощности.

Данная схема выпрямления позволяет получить заданное выпрямленное напряжение при числе витков вторичной обмотки трансформатора, вдвое меньшем, чем в однотактной двухполупериодной схеме выпрямления при прочих равных условиях. Так как во вторичной обмотке трансформатора в рассматриваемой схеме протекает не пульсирующий, а синусоидальный переменный ток, это позволяет уменьшить габариты трансформатора по сравнению с трансформатором, необходимым для питания однотактного двухполупериодного выпрямителя, рассчитанного на ту же мощность, приблизительно в 1,5 раза.

Значение максимального обратного напряжения при одинаковом выпрямленном напряжении Ud для мостовой схемы в два раза меньше, чем для однотактной двухполупериодной схемы выпрямления.

Представлена на рис.1.6. Схема содержит шесть диодов, включенных по мостовой схеме. Не вдаваясь в подробности работы диодов при выпрямлении трехфазного тока, из приведенной диаграммы видно, что схема обладает низким коэффициентом пульсаций, а применение емкостного фильтра позволяет получить наиболее качественное выпрямленное напряжение.

 

 

 

Рис.1.6. Трехфазная мостовая схема выпрямления.

Стабилизатроны – приборы, имеющие как и диоды двухслойную p-n структуру. Однако, в отличие от диода, рабочим участком стабилитрона является область электрического пробоя. При низких напряжениях электрического пробоя мощность, выделяющаяся в приборе невелика, поэтому возможна длительная работа прибора. Этот режим используется в стабилитронах для стабилизации напряжения т.к. в области электрического пробоя напряжение на стабилитроне остается неизменным при изменении протекающего через него тока (рис.1.7).

а) б)

Рис.1.7. Условное обозначение и ВАХ стабилитронов.

 

Параметрами стабилитронов являются напряжение стабилизации (Uст) и минимальный ток стабилизации (Iст.min). Промышленность выпускает стабилитроны на напряжения стабилизации в диапазоне от 4 до 200 В, максимальный ток 0,01-10А.

Так как стабилитрон работает в области электрического пробоя, то он должен включаться с обратным смещением p-n перехода как показано на рис 1.8.

Сопротивление R служит для задания минимального тока стабилизации Принцип работы схемы (принцип стабилизации) заключается в том, что при изменяющемся входном напряжении выходное напряжение остается постоянным (стабилизированным) за счет падения напряжения на сопротивлении R.

а) б)
Рис.1.8. Схема включения стабилитрона (а) и диаграмма его работы (б)
<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Прямое смещение р-n-перехода | Тиристоры
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-15; Просмотров: 1550; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.015 сек.