Випрямлення змінного струму

Властивість діода пропускати струм в одному напрямку використовують, зокрема, в випрямлячах для перетворення змінного струму у постійний.

Схема найпростішого випрямляча на базі напівпровідникового діода приведена на рис. 8.4,б.

а) б) в)

Рис. 8.4.Схема напівперіодного випрямляча

Нехай на вхід схеми поступає змінна напруга , яка змінюється за синусоїдальним законом. При додатних напівперіодах напруга на діоді є прямою ((+) прикладається до аноду, (-) до катоду) і діод пропускає електричний струм.

При від’ємних напівперіодах напруга на діоді обернена, діод пропускає дуже малий обернений струм . Діод нібито “зрізає” більшу частину від’ємних імпульсів змінного струму (рис. 8.4,в). В результаті, через навантажувальний опір тече пульсуючий струм одного напряму, який створює на резисторі пульсуючу напругу . Цей процес називається випрямленням змінного струму. Для зменшення пульсацій паралельно навантажувальному опору підключають фільтруючий конденсатор (рис. 8.5,б).

а) б) в)

Рис. 8.5.Схема випрямляча з фільтруючим конденсатором

Конденсатор заряджається імпульсами струму. Якщо ємність конденсатора достатньо велика, то за час між імпульсами він не буде встигати повністю розряджатися і в навантажувальному опорі буде неперервно підтримуватися струм . На рис. 8.5,в цей струм показаний суцільною хвилястою лінією. Якщо потрібно більш якісне згладжування, використовують фільтри нижніх частот.

В розглянутих випрямлячах корисно використовується енергія половини періода змінного струму, тому такі випрямлячі називають півперіодними.

На практиці частіше використовують двохнапівперіодні випрямлячі. На рис. 8.6 показана схема такого випрямляча, зібраного по мостовій схемі на чотирьох діодах.

а) б) в)

Рис. 8.6.Мостовий діодний випрямляч

В такому випрямлячі при додатному напівперіоді вхідної напруги верхня вхідна клема має вищий потенціал, а нижня клема – нижчий. Діоди VD2 і VD4 включені в прямому напрямку, а діоди VD1 і VD3 – в оберненому, тому струм проходить через діод VD2, навантажувальний опір і діод VD4.

При від’ємному напівперіоді навпаки – потенціал нижньої клеми вище за верхню. В прямому напрямку включені діоди VD1 і VD3. Струм протікає від нижньої додатної клеми через діод VD3, резистор , діод VD1. Отже, через навантажувальний резистор струм тече весь час в одному напрямку (рис. 8.6,в).

Дата добавления: 2014-12-16