Неуправляемые полупроводниковые выпрямители

ЭЛЕКТРОННЫЕ УСТРОЙСТВА

Простейшими полупроводниковыми выпрямителями являются неуправляемые выпрямители, они служат для преобразования переменного напряжения в постоянное. На рис. 41, а показана схема выпрямления с одним полупроводниковым диодом, включенным последовательно с нагрузкой. Ток проходит через резистор нагрузки R_н только в течение положительных полупериодов переменного напряжения, подведенного к цепи с выпрямителем от вторичной обмотки трансформатора (рис. 42, б).

Для того чтобы в нагрузку поступал ток в течение обоих полупериодов входного синусоидального напряжения, применяются схемы двухполупериодного выпрямления. В схеме с двумя диодами (рис. 41, б) в одном полупериоде открыт один диод, в другом — второй. Диоды включены так, что ток в нагрузке в течение обоих полупериодов имеет одинаковый знак.

В схеме с четырьмя диодами (рис. 41, в) ток в каждом полупериоде проходит через два диода, расположенных в разных плечах моста. В двухполупериодных схемах выпрямленное напряжение в два раза больше, чем в однополупериодной схеме (рис. 42, в).

В трехфазной схеме с тремя диодами нагрузка включена между узлом, образованным диодами, и нейтральной точкой трехфазного трансформатора (рис. 41, г). В этой схеме диоды работают поочередно, длительность прохождения тока в каждом диоде равна одной трети периода.

Мостовая трехфазная схема выпрямления обеспечивает еще большее сглаживание выпрямленного тока и исключает необходимость использования нейтральной точки трансформатора (см. рис. 41, д).

Параметры основных выпрямительных схем приведены в таблице 1, пользуясь которой можно рассчитать выпрямительное устройство. Покажем это на следующем примере.

На выходе однополупериодного выпрямителя необходимо обеспечить мощность

Р_d = 100 Вт при напряжении питания U_d = 40 В. Выбрать полупроводниковый диод по справочнику. Определить необходимое напряжение вторичной обмотки трансформатора (см. рис. 41, а).

1. Определяем ток потребителя

А

Рис. 41. Выпрямительные схемы: а — однофазная одиополупериодиая;

б — однофазная двухполупериодная; в — однофазная мостовая,

двухполупериодная; г — трехфазная с нулевой точкой;

д — трехфазная мостовая

Рис. 42. Кривые изменения напряжения: а — на входе однофазных

выпрямительных схем; б — на выходе однополупериодной схемы выпрямления; в — на выходе двухполупериодной схемы выпрямления

Таблица 1

Параметры типовых выпрямительных схем

Параметр	Выпрямительная схема
Параметр	Однофазная	Трехфазная
	Одно-полупе-риодная	Двух-полупе-риодная	Мостовая	С нулевой точкой	Мостовая
Фазное напряжение (действ, знач.), Uф	2,22 Ud	1,11 Ud	1,11 Ud	0,85 Ud	0,43 Ud
Обратное напряжение, Ub	3,14 Ud	3,13 Ud	1,57 Ud	2,1 Ud	1,05 Ud
Выпрямленное напряжение (ср. знач.), Ud	0,45 Uф	0,9 Uф	0,9 Uф	1,17 Uф	2,34 Uф
Коэффициент пульсаций	1,57	0,67	0,67	0,25	0,06
Ток через диод (ср. знач.)	Id	0,5 Id	0,5 Id	0,33 Id	0,33 Id

2. Определяем напряжение, действующее на диод в непроводящий период. Для однополупериодного выпрямителя

U_в = 3,14 · U_d = 3,14 · 40 = 126 В.

3. По справочнику (Диоды выпрямительные, стабилитроны, тиристоры: Справочник. — М.: КубК-а, 1996. 528 с.) выбираем диод из условия: I_доп ≥ I_d и U_обр ≥ U_в.

Этим условиям удовлетворяет диод КД202Е, для которого I_d = 3 A ˃ 2,5 А и U_обр = 140 В ˃ 126 В.

4. Необходимое напряжение вторичной обмотки трансформатора

В.

Дата добавления: 2014-01-06