Стабилизатор напряжения на стабилитроне

При прямоугольном питающем напряжении

Работа однофазного двухполупериодного выпрямителя

Однофазная двухполупериодная схема выпрямления

Усложнение схемы выпрямления делается для того, чтобы приблизить мгновенное выпрямленное напряжение к значению среднего выпрямленного напряжения. Среднее выпрямленное напряжение - это постоянный уровень. Мгновенное выпрямленное напряжение - это пульсирующее напряжение. Схема представлена на рис.152. Для получения второй полуволны выпрямленного напряжения применяют вторую полуобмотку питающего трансформатора. Схема реализуема только в трансформаторном варианте, трансформатор позволяет получить два напряжения, которые имеют общую точку. Обязательно должно быть согласное включение обмоток. Диаграммы показаны на рис. 153. Надписи VD1, VD2 на диаграмме напряжения на нагрузке Uн показывают, при работе какого диода образуется полуволна выпрямленного напряжения. Частота выпрямленного напряжения в два раза больше, чем питающего.

Будем полагать, что фронта питающего напряжения являются вертикальными. Диаграммы работы схемы для этого случая показаны на рис.154. В действительности фронта напряжения не являются вертикальными, а имеют какой-то наклон, как показано на рис. 154 тонкими линиями. В выпрямленном напряжении при этом имеются провалы, для устранения которых приходится применять фильтр. Чем ближе к идеальному случаю, тем эти провалы меньше.

В реальных условиях работы схем выпрямления возможно изменение питающего напряжения и тока нагрузки. Это приводит к изменению среднего значения выходного напряжения схемы выпрямления. Кроме того, напряжение на выходе выпрямителя является пульсирующим. Пульсации напряжения на выходе выпрямителя могут быть уменьшены с помощью фильтра. Схема и диаграммы работы однополупериодного выпрямителя с фильтром на выходе в виде конденсатора Сф представлены на рис.155. Чем меньше емкость конденсатора и больше ток нагрузки, тем выше пульсации напряжения на нагрузке и меньше его среднее значение (из-за внутреннего падения на элементах схемы). Т.о. даже применение фильтра не позволяет получить постоянное по величине напряжение без пульсаций.

Задача схемы стабилизатора - получить выходное напряжение в виде прямой линии. Желательно его иметь неизменным при изменении входного напряжения и тока нагрузки.

Схема простейшего стабилизатора на стабилитроне и диаграммы его работы показаны на рис.156. Uпит - пульсирующее, постоянное по знаку

сравнению с 600...800В). Однако кремниевые диоды имеют большее прямое падение напряжения. Прямое падение напряжения при прямом номинальном токе обозначается U_пр. U_пр=0,3...0,4В для германиевых диодов, U_пр=0,6...1,2В для кремниевых диодов.

Работоспособность диода определяется выделяемой на нем мощностью P=UI. U и I относятся к определенной точке ВАХ. Мощность определяет нагрев. Рабочий участок диода на ВАХ рис. 7 отмечен жирной линией. Если диод начинает работать на не рабочих участках ВАХ, он выходит из строя. На не рабочих участках мощность превышает допустимую, нагрев превышает допустимый. При нагреве, превышающем допустимый, диод разрушается.

Зависимость ВАХ от температуры показана на рис. 10.

При рассмотрении режимов работы схем с диодами их часто представляют в виде идеализированных приборов, которые являются идеальными проводниками в прямом направлении и идеальными изоляторами в обратном направлении. Идеализированная ВАХ представлена на рис. 9.

По назначению различают следующие типы диодов:

1. Выпрямительные.

2. Импульсные.

3. Высокочастотные.

4. Стабилитроны и стабисторы.

Диоды различают также по мощности и по частотным свойствам.

Дата добавления: 2014-01-06