Принцип работы одно и двухполупериодного выпрямителя: Принцип работы однофазного двухполупериодного выпрямителя со средней точкой

Содержание

Принцип работы однофазного двухполупериодного выпрямителя со средней точкой

Хотя полуволновой выпрямитель используется в некоторых схемах с низким энергопотреблением, например, пиковый детектор, он редко используется в силовых выпрямителях. Более популярным силовым выпрямителем является двухполупериодный выпрямитель.

Двухполупериодный выпрямитель является более сложным по конструкции, чем полуволновой выпрямитель, но он обладает некоторыми значительными преимуществами. Он использует оба полупериода синусоидальной волны, в результате чего выходное постоянное напряжение выше, чем у полуволнового выпрямителя.

Еще одним преимуществом является то, что выходное напряжение имеет гораздо меньше пульсаций, что облегчает получение плавного выходного сигнала.

Двухполупериодный выпрямитель

Для выпрямления обоих полупериодов синусоиды в двухполупериодном выпрямителе используются два диода, по одному на каждую половину цикла. Также в таком выпрямителе используется трансформатор, имеющий во вторичной обмотке центральный отвод.

Двухполупериодный выпрямитель похож на два полуволновых выпрямителя. На следующем рисунке показана двухполупериодная схема выпрямителя.

Работу этой схемы легко понять по одному полупериоду за раз. Рассмотрим первый полупериод, когда точка A положительна по отношению к C. В это время диод D1 смещен в прямом направлении, а диод D2 — в обратном. Следовательно, только верхняя половина вторичной обмотки трансформатора обеспечивает ток в течение этого полупериода. Это создает положительное напряжение на нагрузочном резисторе.

В течение следующего полупериода полярность напряжения источника меняется на противоположную. Теперь точка B положительна по отношению к C. На этот раз диод D2 смещен в прямом направлении, а диод D1 — в обратном. Как вы можете видеть, только вторая половина вторичной обмотки трансформатора обеспечивает ток. Это также создает положительное напряжение на нагрузочном резисторе, как и раньше.

Hantek 2000 — осциллограф 3 в 1

Портативный USB осциллограф, 2 канала, 40 МГц.

В результате выпрямленный ток нагрузки протекает в течение обоих полупериодов, благодаря чему мы получаем двухполупериодный сигнал на нагрузке.

Величина выходного напряжения

Поскольку двухполупериодный выпрямитель выдает выходной сигнал в течение обоих полупериодов, он имеет в два раза больше положительных циклов, чем полуволновой выпрямитель. В результате среднее значение напряжения также в два раза больше:

Среднее значение напряжения за один цикл рассчитывается по следующей формуле:

Это уравнение указывает нам на то, что значение постоянного напряжения  составляет около 63,6% от пикового значения. Например, если пиковое напряжение входного сигнала составляет 10 В, напряжение на выходе выпрямителя будет 6,36 В

Когда вы измеряете при помощи вольтметра сигнал с выхода двухполупериодного выпрямителя, показания будут равны среднему значению.

Аппроксимация второго порядка

В действительности мы не получаем идеальное двухполупериодное напряжение на нагрузочном резисторе.

Из-за потенциального барьера, диод не включается, пока напряжение источника не достигнет около 0,7 В. Таким образом, выходное напряжение на 0,7 В ниже идеального пикового выходного напряжения.

Выходная частота

Двухполупериодный выпрямитель инвертирует каждый отрицательный полупериод, удваивая количество положительных полупериодов. Из-за этого у двухполупериодного выпрямителя на выходе есть в два раза больше циклов, чем на входе.

Поэтому частота двухполупериодного сигнала в два раза превышает входную частоту:

Например, если частота источника составляет 50 Гц, выходная частота будет 100 Гц.

Фильтрация напряжения двухполупериодного выпрямителя

Выходной сигнал, который мы получаем от двухполупериодного выпрямителя, представляет собой пульсирующее постоянное напряжение, которое увеличивается до максимума, а затем уменьшается до нуля.

Чтобы получить напряжение без пульсаций, нам необходимо отфильтровать выходной сигнал. Один из способов сделать это — подключить конденсатор, известный как сглаживающий конденсатор, через нагрузочный резистор, как показано ниже:

 

Изначально конденсатор не заряжен.

В течение первой четверти цикла диод D1 смещен в прямом направлении, поэтому конденсатор начинает заряжаться. Зарядка продолжается до тех пор, пока напряжение не достигнет своего пикового значения. В этот момент напряжение на конденсаторе будет равно Vp.

После того, как входное напряжение достигает своего пика, оно начинает уменьшаться. Как только входное напряжение станет меньше Vp, напряжение на конденсаторе будет выше входного напряжения, которое закроет диод.

Когда диод не проводит, конденсатор разряжается через нагрузку, пока не будет достигнут следующий пик. Когда наступает следующий пик, диод D2 кратковременно открывается и заряжает конденсатор до пикового значения.

 

Недостатки двухполупериодного выпрямителя

Одним из недостатков двухполупериодного выпрямителя является необходимость в трансформаторе, имеющий во вторичной обмотке центральный отвод. По этой причине в мощных источниках питания размеры и стоимость таких трансформаторов существенно возрастают. Вот почему использование выпрямителя с центральным отводом оправдана только в устройствах с низким энергопотреблением.

Еще одним недостатком является то, что из-за центрального отвода для выпрямления используется только половина вторичного напряжения.

Чтобы избежать этих недостатков можно использовать мостовой двухполупериодный выпрямитель.

Военно-техническая подготовка

1.7. Выпрямители

Выпрямитель (электрического тока) — преобразователь электрической энергии; механическое, электровакуумное, полупроводниковое или другое устройство, предназначенное для преобразования переменного входного электрического тока в постоянный выходной электрический ток.


1.7.1. Однополупериодный выпрямитель.

Простейшая схема однополупериодного выпрямителя состоит только из одного выпрямляющего ток элемента (диода).

На выходе — пульсирующий постоянный ток. На промышленных частотах (50—60 Гц) не имеет широкого применения, так как для питания аппаратуры требуются сглаживающие фильтры с большими величинами ёмкости и индуктивности, что приводит к увеличению габаритно-весовых характеристик выпрямителя. Однако схема однополупериодного выпрямления нашла очень широкое распространение в импульсных блоках питания с частотой переменного напряжения свыше 10 кГц, широко применяющихся в современной бытовой и промышленной аппаратуре. Объясняется это тем, что при более высоких частотах пульсаций выпрямленного напряжения, для получения требуемых характеристик (заданного или допустимого коэффициента пульсаций), необходимы сглаживающие элементы с меньшими значениями ёмкости (индуктивности). Вес и размеры источников питания уменьшаются с повышением частоты входного переменного напряжения.

Однополупериодный выпрямитель или четвертьмост является простейшим выпрямителем и включает в себя один вентиль (диод или тиристор).

Напряжение со вторичной обмотки трансформатора проходит через вентиль на нагрузку только в положительные полупериоды переменного напряжения. В отрицательные полупериоды вентиль закрыт, всё падение напряжения происходит на вентиле, а напряжение на нагрузке Uн равно нулю. Среднее значение переменного тока по отношению к подведенному действующему составит:

.

Эта величина вдвое меньше, чем в полномостовом. Важно отметить, что среднеквадратичное значение напряжения на выходе однополупериодного выпрямителя будет в меньше подведенного действующего, а потребляемая нагрузкой мощность в 2 раза меньше (для синусоидальной формы сигнала).


1.7.2. Двухполупериодный выпрямитель.

Двухполупериодный выпрямитель

может строиться по мостовой или полумостовой схеме (когда, например, в случае выпрямления однофазного тока, используется специальный трансформатор с выводом от средней точки вторичной обмотки и вдвое меньшим количеством выпрямляющих ток элементов. Такая схема ныне применяется редко, так как более металлоёмка и имеет большее эквивалентное активное внутреннее сопротивление, то есть большие потери на нагрев обмоток трансформатора).

Рис 1. Двухполупериодный выпрямитель с сглаживающим ёмкостным фильтром.

При построении двухполупериодного выпрямителя со сглаживающим конденсатором следует всегда помнить, что переменное напряжение всегда измеряется в «действующем» значении, которое в 1,41 раза меньше его максимальной амплитуды, а выпрямленное напряжение на конденсаторе, в отсутствие нагрузки, будет всегда равно амплитудному. Это означает, что, например, при измеренном напряжении однофазного переменного тока 12 вольт до мостового однофазного выпрямителя со сглаживающим конденсатором, на конденсаторе, (в отсутствие нагрузки), будет напряжение до 17 вольт. Под нагрузкой выпрямленное напряжение будет ниже, (но не ниже величины средневыпрямленного напряжения переменного тока, если внутреннее сопротивление трансформатора — источника переменного тока — принять равным нулю) и зависеть от ёмкости сглаживающего конденсатора.

Соответственно, выбор величины переменного напряжения вторичной обмотки трансформатора, должен строиться исходя из максимальной допустимой величины подаваемого напряжения, а ёмкость сглаживающего конденсатора — должна быть достаточно большой, чтобы напряжение под нагрузкой не снизилось меньше минимально допустимого. На практике также учитывается неизбежное падение напряжения под нагрузкой — на сопротивлении проводов, обмотке трансформатора, диодах выпрямительного моста, а также возможное отклонение от номинального величины питающего трансформатор напряжения электрической сети.

Рис 2. Входное переменное напряжение (жёлтого цвета) и постоянное выходное напряжение однополупериодного выпрямителя с фильтрующей ёмкостью.

Следует отметить, что в выпрямителях с сглаживающим конденсатором диоды открываются не на весь полупериод напряжения, а на короткие промежутки времени, когда мгновенное значение переменного напряжения превышает постоянное напряжение на фильтрующем конденсаторе (т. е. в моменты вблизи максимумов синусоиды). Поэтому протекающий через диоды (и обмотку трансформатора) ток представляет собой короткие мощные импульсы сложной формы, амплитуда которых значительно превышает средний ток, потребяемый нагрузкой выпрямителя. Этот факт следует учитывать при расчёте трасформатора (вариант расчёта для работы не на активную нагрузку, а на выпрямитель с ёмкостным фильтром), и принимать меры для подавления возникающих импульсных помех.


1.7.3. Мостовая схема выпрямления переменного тока.

Диодный мост — электрическая схема, предназначенная для преобразования («выпрямления») переменного тока в пульсирующий.

На вход (Input) схемы подаётся переменное напряжение (обычно, но не обязательно синусоидальное). В каждый из полупериодов ток проходит только через 2 диода, 2 других — заперты:

Рис 3.  Выпрямление положительной полуволны

Рис 4. Выпрямление отрицательной полуволны

Рис 5. Анимация принципа работы

В результате, на выходе (DC Output) получается напряжение, пульсирующее с частотой, вдвое большей частоты питающего напряжения:

Рис 6. Красным — исходное синусоидальное напряжение , зелёным — однополупериодное выпрямление (для сравнения), синим — рассматриваемое двухполупериодное

Преимущества

  • Двухполупериодное выпрямление с помощью моста (по сравнению с однополупериодным) позволяет:
  • Получить на выходе напряжение с повышенной частотой пульсаций, которое проще сгладить фильтром на конденсаторе.
  • Избежать постоянного тока подмагничивания в питающем мост трансформаторе.
  • Увеличить его КПД, что позволяет сделать его магнитопровод меньшего сечения.

Недостатки

  • Происходит двойное падение напряжения по сравнению с однополупериодным выпрямлением (прямое напряжение диода × 2 ≈ 1 В), это иногда нежелательно в низковольтных схемах. Частично этот недостаток может быть преодолен за счет использования диодов Шоттки с малым падением напряжения.
  • При перегорании одного из диодов схема превращается в однополупериодную, что может быть не замечено вовремя, и в устройстве появится скрытый дефект.

Диодный мост и двухполупериодный выпрямитель.

В одной из недавних статей мы разбирались с устройством и принципом работы однополупериодного выпрямителя, так вот, сегодня продолжим эту тему! И перейдем, как и собирались, к более сложной схеме выпрямителя, и в то же время самой популярной. Речь идет, конечно же, о двухполупериодном выпрямителе, сердцем которого является диодный мост.

Диодный мост — это электронное устройство, которое как раз и предназначено для решения задачи выпрямления тока. Изобретателем этой схемы является немецкий физик Лео Гретц, поэтому также можно встретить название мост Гретца, что весьма логично 🙂

Базовый диодный мост состоит из 4-х диодов, соединенных следующим образом:

Но зачастую на принципиальных схемах можно встретить упрощенное обозначение:

Собственно, давайте рассмотрим непосредственно схему двухполупериодного выпрямителя:

Здесь также возможны некоторые вариации, например:

Несмотря на разное изображение, электрическое подключение остается неизменным, и все-таки первый вариант используется значительно чаще, так что и мы будем придерживаться именно его.

Резистор R_н в данном примере играет роль полезной нагрузки. Как и при разборе однополупериодного выпрямителя рассмотрим случай с синусоидальным напряжением на входе:

В случае положительного полупериода сигнала (U_{вх} \gt 0), ток будет протекать через диоды D1 и D3. Давайте рассмотрим путь тока более наглядно:

А на отрицательном полупериоде, напротив, диоды D1 и D3 будут закрыты, а протекание тока обеспечат D2 и D4:

В обоих случаях ток через нагрузку будет течь в одном и том же направлении, от точки, помеченной знаком «+» на схеме, к точке «-«. А именно для этого мы и используем выпрямитель — чтобы ток через нагрузку протекал только в одном направлении! И в результате выходной сигнал имеет такой вид:

Сразу же очевидно отличие от однополупериодной схемы, когда сигнал на выходе был только на протяжении одного полупериода. В данном же случае, ток через нагрузку течет как на положительном, так и на отрицательном полупериоде! Поэтому схема и называется двухполупериодной.

Но! Также как и в случае с однополупериодным выпрямителем на выходе мы получаем пульсирующий ток, а не строго постоянный. Поэтому необходимо использовать сглаживающий фильтр, который в самом простом варианте может состоять из одного конденсатора:

Емкость должна быть такой, чтобы конденсатор не успевал быстро разрядиться. Итак, добавляем конденсатор в схему выпрямителя на диодном мосте и проверяем напряжение на нагрузке:

Совсем другое дело!

Существуют специальные диодные сборки, которые представляют из себя четыре одинаковых по характеристикам диода, соединенные по мостовой схеме, помещенные в один корпус. Соответственно, такая сборка имеет четыре вывода, все в точности как на нашей схеме. Выводы, предназначенные для подключения переменного тока (входного сигнала) могут обозначаться символом «~» или буквами AC, традиционными для переменного тока. Выводы же, к которым подключается нагрузка, обозначаются «+» и «-«. Но все это, конечно, индивидуально и зависит от использующегося устройства.

Несколько примеров диодных мостов в сборке:

И по традиции, в завершение статьи, резюмируем плюсы и минусы двухполупериодного выпрямителя по сравнению с однополупериодным:

  • В первую очередь, поскольку здесь используются уже оба полупериода сигнала, то, естественно, КПД схемы больше.
  • Кроме того, пульсирующее напряжение на выходе имеет в 2 раза большую частоту, а такие пульсации сгладить проще.

Но, как и всегда, есть и свои недостатки:

  • Во-первых, это двойное падение напряжения. Поскольку при прохождении тока через диод на самом диоде падает напряжение, то в данном случае оно удвоено, поскольку ток в итоге проходит через два диода. Именно поэтому в схеме двухполупериодного выпрямителя часто отдают предпочтение диодам Шоттки, имеющим пониженное падение напряжения.
  • И второй недостаток, имеющий скорее практический смысл. Если один из диодов диодного моста выйдет из строя, то схема просто превратится в однополупериодный выпрямитель, но работать не перестанет! То есть получается, что возникшую проблему заметить сразу будет довольно проблематично.

И вот на этом точно заканчиваем на сегодня 🙂 Всем спасибо за внимание, любые вопросы можно задавать на нашем форуме, в группе ВКонтакте или в комментариях к статье!

Выпрямители двухполупериодные — Энциклопедия по машиностроению XXL

Всережимный регулятор 69 Вспенивание масла 41 Вспомогательная тормозная система 224 Вторичная камера 61 Выпрямитель двухполупериодный 77 Выпуск 18  [c.296]

Питание анодных цепей обеспечивается двумя выпрямителями. Одна из них на напряжение 125 в собран по мостовой схеме на диодах Дх—Д и обеспечивает питание ламп второго каскада электронного блока. Второй выпрямитель собран по двухполупериодной схеме на диодах Да и Д7 и обеспечивает питание анодных цепей ламп первого каскада электронного блока. Запирающее напряжение — 18 в снимается с однополупериодного выпрямителя, выполненного на диоде Д . Две обмотки служат для питания накальных цепей электронных ламп. С них снимается напряжение 12,5 в. Каждая из обмоток обеспечивает накал ламп не более двух блок-приставок. Конденсаторы i—С5 служат для фильтрации выпрямленного напряжения.  [c.48]


Питание схемы осуществляется от двух двухполупериодных выпрямителей, с которых после делителя снимаются напряжения +12 в, 4-4 в, О —8 в, —22 в.  [c.48]

Преимущества магнитоэлектрических приборов были столь очевидны, что отказаться от них было невозможно, поэтому стали весьма успешно предпринимать попытки приспособить их для работы в цепях переменного тока. Это достигалось предварительным выпрямлением измеряемого переменного тока. Первые попытки применения выпрямителей относятся к схемам амперметров и вольтметров. Наибольшее распространение получила схема двухполупериодного выпрямителя, предложенная Л. Грет-цем в 1897 г. [18].  [c.358]

Фнг. 45. Схема двухполупериодного выпрямителя на двух диодах.  [c.361]

Выпрямители состоят из селеновых столбиков, соединенных по двухполупериодной схеме, и подключены к ветвям вторичной обмотки параллельно друг другу. Этим обусловливается независимость режима работы каждого электрода, подключенного к отдельному выпрямителю, от работы соседних электродов.  [c.103]

Что покажут миллиамперметры магнитоэлектрической и выпрямительной (с двухполупериодным выпрямителем) систем, включенные в цепь с переменным током прямоугольной формы и с амплитудой 10 мА  [c.140]

При пассивации крупных по площади объектов зачастую возникает необходимость в больших силах тока (до 150 А). В системах со значительным удельным сопротивлением электролита вследствие низкого выходного напряжения обычных выпрямителей не удается повысить силу тока до такой величины, поэтому разработан и изготовлен мощный выпрямитель, который в комплекте с регулятором потенциала периодического действия и пускателя обеспечивает пассивацию и поддержание устойчивого пассивного состояния металлических объектов. Схема выпрямителя и подключения его показана на рис. 8.5. Трансформатор рассчитан на силу тока до 200 А и напряжение 50 В. Выходное напряжение можно изменять от 5 до 50 В с интервалом 5 В. Двухполупериодный выпрямитель собран по мостовой схеме на вентилях ВК-200, рассчитанных на силу тока до 200 А.  [c.142]

Источником постоянного тока служит двухполупериодный трехфазный селеновый выпрямитель, питающий три изолированных между собой контура по семь дисков в каждом.-  [c.193]

Электронная двухэлектродная лампа-диод конструкция, принцип работы. Термоэлектронная эмиссия. Анодный ток насыщения. Схемы одно- и двухполупериодного выпрямления переменного тока с использованием диодов (кенотронов). Схема трехфазного выпрямителя.  [c.319]

Предположим, что катушка рассматриваемого электроаппарата обладает средним индуктивным сопротивлением (таким сопротивлением обладает, например, катушка электромагнита отводки), Катушку такого электроаппарата можно питать от выпрямителя, «построенного по двухполупериодной схеме, для которой  [c. 198]


В системах автоматического управления часто применяются электромагнитные муфты — дисковые, асинхронные, порошковые. Все они работают на постоянном токе, напряжение которого у ряда муфт отечественного производства составляет ПО в. В целях безопасности обслуживания во многих случаях предпочитают питать муфты током напряжения не свыше 36 в. Для преобразования переменного тока в постоянный используют небольшие, обычно селеновые, двухполупериодные выпрямители мощностью до 0,5 кет.  [c.439]

Двухполупериодный выпрямитель выполнен в виде блока, который включает три секции. Каждая из секции состоит из оребренного корпуса 13, контактной шайбы 15, полупроводниковой кремниевой шайбы 16, герметизирующей заливки 19 и выводов 17 и 18. В каждой секции установлено по две полупроводниковых кремниевых шайбы.  [c.96]

Выпрямительный блок включает в себя три моноблока, соединенных в схему двухполупериодного трехфазного выпрямителя. Моноблок состоит из оребренного корпуса 75, контактной шайбы 75, полупроводниковой кремниевой шайбы 16, герметизирующей заливки 19 и выводов 17 VI 18. В каждом моноблоке, являющемся одновременно радиатором и токопроводящим зажимом средней точки, установлено по две полупроводниковые кремниевые шайбы.  [c.78]

Одна пластина пропускает через себя переменный ток лишь в течение одного полупериода. Для более рационального использования мощности генератора выпрямители выполнены по двухполупериодной  [c.53]

Силовой выпрямитель установки представляет собой двухполупериодную схему со средней точкой на двух тиристорах Дх и Дг, выполняющих одновременно функции выпрямительных и регулирующих элементов. Выпрямитель подключен к. вторичной обмотке силового трансформатора ГРг- Нагрузкой выпрямителя является цепь  [c.19]

Рис. 10. Схема однофазного двухполупериодного выпрямителя
Для питания третьего (оконечного) каскада УПТ, выполненного на транзисторе Тх, используют отдельный выпрямитель, собранный по двухполупериодной схеме на полупроводниковых диодах Д1 и Дг с питанием от обмотки III трансформатора TPi. Выпрямитель должен обеспечивать получение выходного напряжения 30—25 в при токе до 1 а.  [c.79]

В ряде случаев эффективность работы электрозащит-, ных устройств значительно снижается из-за необходимости ограничения тока в цепях защиты вследствие вредного влияния гармоник выпрямленного тока на работу электрических устройств СЦБ. Это влияние обусловлено тем, что состав основных гармонических составляющих защитного тока или совпадает с частотой сигнального тока, или очень близко к ней расположен, поэтому путевые реле рельсовых цепей в значительной мере подвержены воздействию гармоник, создаваемых однофазными двухполупериодными выпрямителями с пульсирующим напряжением постоянного тока, прило-  [c.125]

Электропневматические клапаны типа КДК питаются от мостового двухполупериодного выпрямителя Д. Клапаны Кл4 и КлЗ обеспечивают перемещение каретки с акустическим узлом в крайние (правое или левое) положения. Команда на исполнение подается педальной кнопкой П2. Управление приводом давления клапанами Кл1 и Кл2 осуществляется типовым регулятором цикла сварки, который запускается от педальной кнопки П1.  [c.134]

Выпрямители двухполупериодные на двуханпдном кенотроне 361, 362 — двухполупериодные на двух диодах— Схема 361  [c.535]

Принципиальная схема работы стробоскопа не изменяется при переходе на другой режим, когда освещение микроскопа настраивается на неподвижный образец (до начала испытаний). В этом случае частота вспышек строботрона составляет около 6000 в минуту. Требуемый режим устанавливают с помощью переключателя Bg, который соединяет управляющую сетку первого каскада усилителя Л с датчиком синхронизированных импульсов ДИ или с двухполупериодным выпрямителем —Д4. Пульсирующее напряжение этого выпрямителя снимается непосредственно с диодов типа Д-226, минуя сглаживающий фильтр. В систему стробоскопического освещения образца входит также ключ S3 управления положением экранирующей шторки, расположенной в камере установки и приводимой в движение электромагнитом ЭМ. Реле Pi срабатывает при включении тумблера Б -, при этом к лампам системы стробоскопического освещения подается анодное напряжение и поступает ток в обмотку электромагнита ЭМ. Одновременно открывается шторка в камере, позволяя наблюдать за микроструктурой поверхности образца. При включении тумблера В2 размыкаются анодные 154 цепи ламп стробоскопа и шторка закрывается.  [c.154]


Головные телефоны снабжены мягкими резиновыми или фетровыми кольцами, плотно прилегающими к коже и защищающими работающего от внешней звуковой волны. Предсказать заранее эффективность подобного прибора было невозможно в физиологии слуха еще множество темных мест. Так что Хетагури, построивший свой прибор — звуковой генератор, пьезодатчик, преобразовательный каскад, двухполупериодный выпрямитель — с помощью преподавателя радиотехники Вассермана начал испытывать его сам. Оказалось, что работать в самом деле гораздо приятнее, когда мелодичные звоны заглушают удары. Впрочем, может быть, дополнительный звук вообще не нужен Заглушить уши намертво — п все.[c.265]
Фиг. 20. Схемы выпрямителей а — однополупериодная б — днухпо-лупериодная в — двухполупериодная мостовая с фильтром и стабилизатором выпрямленного напряжения.
Определение величины дисбаланса производится стрелочным прибором постоянного тока со шкалой до 100 мка, включенным в диагональ выпрямительного двухполупериодного моста по схеме Греца. В качестве выпрямителей применены полупроводниковые диоды типа Д2Г. Для устранения бросков стрелки прибора от случайных импульсных помех последовательно с прибором включено большое сопротивление и вся диагональ, т. е. прибор с сопротивлением, зашунтирована значительной емкостью Сд, так что постоянная времени цепи, зависящая от и Сд, получается достаточной величины. Выпрямительная ячейка оказывает обратное влияние на входной сигнал, в частности, в данном случае, в виде искажения его синусоидной формы. Для устранения искажения сигнала в точке разветвления цепи, а также для исключения возможности попадания искаженного сигнала в канал определения угловой координаты, выпрямляющая ячейка отделена от точки разветвления (после емкости g в аноде правой части Л ) дополнительным каскадом с левой частью лампы Л (6Н1П).  [c.359]

Как было отмечено выше, модель питается от селенового выпрямителя. В выпрямителе имеются два силовых трансформатора, каждый из которых дает напряжение для накала ламп и кенотронов и высокое напряжение для анодных цепей. Выпрямитель работает по двухполупериодной схеме. Для получения различных напряжений постоянного тока применен делитель напряжения на сопротивлениях, который дае следующие напряжения 140, 155, 160, 250, 300, 350, 400 В. Питание анодных цепей катодных повторителей осуществляется напряжением 155 В от стабилитрона СГ-4С. Электромодель включается в электрическую сеть 4epeis стабилизатор СТ-350.  [c.384]

Каждый электромагнит со ер ж и т шесть обмоток 5, радиально уложеьных в магнитонро-воде 6 с угловым шагом 00 Коаксиально с электромагнитами с кольцевым зазором на торцах контейнера установлены круглые якори 7. Каждая пара противоположно установленных обмоток электромагнита включена в фазу и нуль трехфазной сети через двухполупериодный выпрямитель. При такой схеме включения в вибровозбудителях возникает равномерно вращающиеся синфазные вынуждающие силы, под действием которых возбуждаются круговые колебания контейнера и антифазные колебания  [c.395]

Для подготовки металлографических шлифов углеродистых, низколегированных и аустенитных сталей в целях безобразцового исследования микроструктуры непосредственно на деталях в цеховых условиях применяют также электрополирование с помощью специальных переносных установок. Установка ЭП-1М состоит из источника питания и катода-тампона. Источник питания представляет собой малогабаритный двухполупериодный выпрямитель со ступенчатым регулированием вы-  [c.396]

Датчик 1 перемещается вдоль поверхности от мотопривода или от руки. Напряжение, развиваемое датчиком, подается на первый усилительный каскад 2 с отрицательной обратной связью. Затем в зависимости от того, пропорционально ли напряжение, снимаемое с датчика, величине вертикального перемещения иглы или скорости вертикального перемещения, усиленное напряжение попадает или непосредственно на второй каскад усилителя 4 через фильтр, устанавливающий В. или через интеграционную ячейку 3. Затем усиленное напряжение подается на двухполупериодный выпрямитель 5 ( ). В зависимости от выбранного критерия вольтамперная характеристика выпрямительного устройства делается или прямой, или квадратичной. На выходе профилометра имеется микроамперметр магнитоэлектрической системы, шкала которого градуируется в единицах длины.  [c.66]

ТКМ-8. На рис. 8.5 приведена схема faшины ТКЛ1-7. При подаче напряжения на входные зажимы машины первичная обмотка стабилизирующего выпрямительного трансформатора СТВ получает питание через выключатель. Сразу после включения через селеновый двухполупериодный выпрямитель начинается зарядка батареи конденсаторов. Зарядка максимальной емкости длится не более 0,5 с. Емкость конденсаторной батареи определяется числом и положением гнезд пчтеккеров, включаемых в верхнем (на схеме) ряду переключателя.  [c.223]

Для питания установок электрической обработки иногда применяются механические выпрямители (одно- и двухполупериодные), представляющие собой относительно простые в изготовлении и эксплуатации устройства. В основном используются вращающиеся (коллекто,рные) выпрямители.  [c.92]


Блок 3 состоит из 1) двухполупериодного выпрямителя, собранного на кенотронах 2Ц2С (Л1 и JI2) 2) «электронного стабилизатора напряжения компенсационного типа, собранного на лампах 6Н2П (Лю, Л ), СГ-5Б (Лб—Лд), Г-811( Лг, Л ) 3) схемы защиты от перегрузок, на лампе 6Ж1П (Л12).  [c.182]

Переменный ток генератора выпрямляется двухполупериодиым трехфазным выпрямителем с полупроводниковыми диодами. Подключение фазовых обмоток генератора к двухполупериодному выпрямителю показано на рис. 61, а, изменение напряжения в фазовых обмотках па рис. 61,6, а выпрямленное напряжение — на рис. 61, в.  [c.77]

В отличие от ранее выпускавшихся автоматических усиленных дренажей типа УД-АКХ в унифицированной установке типа УД-АКХ применена схема двухполупериодного выпрямителя со средней точкой. Силовой выпрямитель собран а шести кремниевых >вентилях типа ВК-200 (по три параллельно включенных ве1нтиля в каждом плече). Вентили снабжены стандартными ребристыми охладителями, которые с пойющью общей шины и крепежных- угольников устанавливают в нижней части шкафа дренажа. Увеличение общего числа вентилей ВК-200, используемых в выпрямительном устройстве, позволило пе(ревести установку в режим естественного охлаждения и исключить необходимость применения вентилятора с мотором, магнитного пускателя н ветрового реле. Это не только упростило схему дренажа и -снизило  [c.80]

Питание, выходного каскада УПТ осуществляется от отдельного двухполупериодного выпрямителя, собранного по схеме со средней точкой на двух кремниевых диодах типа Д242Б (Д12 и Ди). На выходе выпрямителя установлены П-образный ЬС фильтр (дроссель ДЯг и электролитические конденсаторы Се и С ).  [c.104]

Силовой выпрямитель установки выполнен по однофазной двухполупериодной схеме со средней точкой на двух тиристорах типа ВКДУ-150 (ДУ1 и ДУг), подключенных к о бмотке II трансформатора ТР. Управление тиристорами осуществляется с помощью фазосмещающей R цепочки, образуемой конденсатором s и пере- менным резистором 2э-  [c.112]

Для выделения синусоидального напряжения в сеточной цепи усилителя мощности на выходе предоконечного усилителя мощности стоят фильтры, состоящие из дросселей и конденсаторов. Усилитель мощности собран на лампах Л1—Л2 по двухтактной схеме. Выходное напряжение снимается с трансформатора Тр5. Выходной каскад генератора питается от выпрямителя, собранного по трехфазной двухполупериодной схеме. Анодный ток контролируется амперметром. Регулировка мощности генератора производится автотрансформатором путем изменения напряжения питания транзисторов Тб—Т9. В генераторе имеется система управления, блокировки и сигнализации.  [c.102]


6 Однофазные выпрямители и сглаживающие фильтры

Тема: Однофазные выпрямители и сглаживающие фильтры.

Вопрос 1. Общие сведения.

Выпрямителем называют устройство, предназначенное для преобразования электрической энергии источника переменного тока в электрическую энергию, потребляемую приемником постоянного тока. Такое преобразование необходимо в том случае, когда первичным источником электроэнергии является однофазная (трехфазная) сеть или автономный генератор переменного тока, а потребитель электроэнергии работает на постоянном токе.

Для потребителей постоянного тока мощностью до нескольких сотен ватт используют однофазные выпрямители, подключаемые к однофазной сети переменного тока. Однофазные выпрямители, как правило, входят в состав источников вторичного электропитания (ИВЭ) радио- и телевизионных, измерительных, вычислительных электронных устройств, применяют для питания электродвигателей постоянного тока, зарядки аккумуляторных батарей и др.

Для потребителей постоянного тока мощностью более 1 кВт используют трехфазные выпрямители, подключаемые к промышленной трехфазной сети.

Структурная схема традиционного однофазного источника питания постоянного тока представлена на рис.4.1.


Основным и обязательным элементом схемы является выпрямитель (В) на полупроводниковых вентилях. Принцип действия любого выпрямителя основан на односторонней проводимости вентилей, преобразующих переменный ток в пульсирующий ток постоянного направления. Для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения после выпрямителя может быть включен сглаживающий фильтр (Ф), а при необходимости постоянства величины напряжения Uн на нагрузке — стабилизатор напряжения (Ст). Выпрямитель подключается к питающей сети переменного тока через трансформатор (Т) в случае, если требуется преобразование уровня напряжения питающей сети Uс к необходимому уровню напряжения нагрузки Uн, а также для электрического разделения цепей.

Основными недостатками выпрямителей с трансформаторным входом являются большие габариты, масса трансформатора и сглаживающего фильтра. В малогабаритных ИВЭ электронной аппаратуры применяют схемы с бестрансформаторным входом, работа которых основана на многократном преобразовании электрической энергии. В таких схемах выпрямитель подключен непосредственно к питающей сети, а согласование уровней напряжений сети и нагрузки производится трансформатором на повышенной промежуточной частоте переменного тока, что позволяет значительно уменьшить габариты и массу трансформатора и фильтра.

Рекомендуемые файлы

Вопрос 2. Однофазный однополупериодный выпрямитель.

Однофазный однополупериодный выпрямитель содержит один вентиль VD, включенный в цепь вторичной обмотки трансформатора Т последовательно с нагрузкой Rн (рис.4.2,а). Временные диаграммы напряжений и токов, поясняющие работу выпрямителя на активную нагрузку без фильтра, представлены на рис. 4.2,б. В первый полупериод напряжения вторичной обмотки трансформатора u2=, когда оно положительно, диод VD открыт, т.к. на его аноде действует положительный потенциал. На этом интервале времени (0T/2) через нагрузку будет протекать ток , являющийся для диода прямым током. При этом uв=0, uн=u2=. На втором полупериоде напряжение u2 становится отрицательным, и диод закрывается под действием отрицательного потенциала на аноде диода. На этом интервале времени (T/2 — T) iн=0, uн=0, напряжение на вентиле uв=u2= будет являться обратным напряжением диода.

В результате такой работы вентиля ток через нагрузку будет протекать в течение только одного полупериода переменного напряжения u2 и вызывать на нагрузке периодическое несинусоидальное напряжение uн, среднее значение которого может быть определено

.

Средний ток через вентиль Iпр равен среднему току нагрузки Iпр=Iн.

Максимальное напряжение на закрытом вентиле

Действующее значение напряжения вторичной обмотки трансформатора

Действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора

Расчетная мощность трансформатора

Недостатками однополупериодного выпрямителя являются большой уровень пульсаций выпрямленного напряжения, вынужденное намагничивание сердечника трансформатора за счет постоянной составляющей тока вторичной обмотки, плохое использование трансформатора (SТ=3,5Pн), низкие коэффициенты использования вентилей (KI=Iв.max/Iн=p, KU=Uобр.max/Uн=p), малый КПД выпрямителя h=0,481.

Однополупериодные выпрямители применяются для питания маломощных усилителей, электронно-лучевых трубок и в высоковольтных установках для испытания изоляции.

Вопрос 2. Однофазный двухполупериодный мостовой выпрямитель.

Однофазный двухполупериодный мостовой выпрямитель состоит из четырех вентилей, включенных по мостовой схеме (рис.4.3,а). К одной диагонали моста подано переменное напряжение u2=, к другой — подключена нагрузка Rн. Временные диаграммы напряжений и токов представлены на рис.4.3,б. В первый полупериод напряжения u2, когда потенциал на аноде VD1 положительный, диоды VD1 и VD3 открыты, и ток нагрузки протекает через VD1, Rн и VD3. В этом интервале времени uн=u2, диоды VD2 и VD4 закрыты и находятся под обратным напряжением. На втором полупериоде напряжение u2 становится отрицательным, и диоды VD1 и VD3 будут теперь в закрытом состоянии находиться под обратным напряжением, а диоды VD2 и VD4 — открыты. Ток iн будет протекать через VD2, VD4 и через нагрузку Rн в том же направлении, что и в предыдущий полупериод.

В результате такой попарной работы диодов ток в нагрузке будет протекать в течение двух полупериодов и вызывать напряжение uн, среднее значение которого будет в два раза больше, чем при однополупериодном выпрямлении

; ; .

Так как пары диодов проводят ток нагрузки поочередно по полпериода, то прямой ток вентилей будет равен Iпр=0,5Iн.

Максимальное напряжение на закрытых вентилях

Расчетная мощность трансформатора

Двухполупериодный выпрямитель в сравнении с однополупериодным имеет следующие преимущества: выпрямленные ток и напряжение вдвое больше, значительно меньший уровень пульсаций uн, вентили выбираются по половине тока нагрузки, хорошо используется трансформатор и отсутствует вынужденное подмагничивание его сердечника. Мостовая схема имеет преобладающее применение в выпрямителях небольшой и средней мощности.

Для оценки пульсаций выпрямленного напряжения пользуются понятием коэффициента пульсаций q, который равен отношению амплитуды первой гармоники выпрямленного напряжения к среднему значению: .

Вопрос 3. Сглаживающие фильтры.

Для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения применяют сглаживающие фильтры. Основными элементами пассивных фильтров являются реактивные элементы: конденсаторы и дроссели. На базе транзисторов и операционных усилителей выполняются более сложные активные фильтры. Эффективность фильтра характеризуется коэффициентом сглаживания, равным отношению коэффициентов пульсаций на входе и выходе фильтра

.

Емкостной фильтр состоит из конденсатора, подключаемого параллельно нагрузке, при этом напряжение uн=uC определяется процессами заряда и разряда конденсатора. В однополупериодном выпрямителе конденсатор Cф будет заряжаться через вентиль,

если u2>uC (интервал времени t1t2 на рис. 4.4). Когда u2<uC (t2t3), вентиль закрыт, и конденсатор разряжается через сопротивление нагрузки Rн с постоянной времени tр=CфRн; при этом .

Достоинством емкостного фильтра является простота, повышенное напряжение на нагрузке и хорошее сглаживание при малых выходных токах. С увеличением тока нагрузки при уменьшении Rн уменьшается постоянная разряда конденсатора и возрастает коэффициент пульсаций на нагрузке. Емкостной фильтр целесообразно использовать при высокоомной нагрузке с малым значением выпрямленного тока.

Индуктивный фильтр состоит из индуктивной катушки (дросселя), включаемой последовательно с нагрузкой. Дроссель с индуктивностью Lф не оказывает сопротивления постоянной составляющей тока нагрузки, но подавляет переменные составляющие тока, для которых реактивное сопротивление катушки возрастает с увеличением частоты высших гармоник.

Недостатками индуктивных фильтров являются большие габариты и масса дросселя, поэтому применяются такие фильтры преимущественно в трехфазных выпрямителях большой и средней мощности при низкоомной нагрузке с большими значениями токов.

Для более эффективного сглаживания применяют составные или многозвенные фильтры, коэффициент сглаживания которых равен произведению коэффициентов сглаживания отдельных звеньев . К составным фильтрам можно отнести Г— и П-образные LC-фильтры (см. табл. 4.1).

Вопрос 3. Расчет выпрямителя.

Расчет выпрямителя сводится к выбору вентилей, определению типа и параметров фильтра и трансформатора. Исходными данными к расчету являются напряжение U1=Uс и частота f1 питающей сети, напряжение Uн и мощность Pн нагрузки.

Для надежной работы вентилей их выбирают из условия, чтобы среднее значение тока через открытый вентиль Iпр и максимальное обратное напряжение на закрытом вентиле Uобр. mне превышали допустимый прямой ток вентиля Iпр.maxи обратное максимальное напряжение Uобр.max

Iпр < Iпр.max И Uобр.m < Uобр.max.

Iпр и Uобр.mрассчитываются из соотношений, приведенных в табл. 4.2 для соответствующей выпрямительной схемы, а Iпр.maxи Uобр.maxопределяются из справочника для выбираемых вентилей.

Выбор трансформатора проводится по расчетной мощности Sт и коэффициенту трансформации  (см. табл. 4.2).

                                                        Таблица 4.1

Коэффициент

Сглаживания

фильтра

Условия

Эффективной

Работы

1. Емкостной

,

где m – число пульсаций выпрямленного

напряжения

;

,

где  — частота основной гармоники пульсаций;

2. Индуктивный

3. Г-образный

где

;

;

4. П-образный

Задавшись Cф1=Cф2,

Определяют

,

При расчете фильтра известными являются: величина допустимого коэффициента пульсаций на нагрузке qн=qвых, коэффициент пульсаций выпрямителя q=qвх, и соотношения определяемых параметров фильтра с его коэффициентом сглаживания (см. Табл. 4.1).

Схема

U2/Uн.ср.

I2/Iн

I1nТ/Iн

SТ/Pн

Uобр.m/Uн

IВ/Iн

q

m

Однополу-периодная

2.22

1.57

1.21

3.5

3. 14

1

1.57

1

Мостовая

1.11

1.11

1.11

1.23

1.57

0.5

0.667

2

Вопрос 4. Характеристики выпрямителей.

Основной характеристикой выпрямителя является внешняя характеристика, которая показывает зависимость выходного напряжения от тока нагрузки Uн=f(Iн). Приблизительный расчет выходного напряжения выпрямителя с учетом внутреннего падения напряжения на вторичной обмотке трансформатора, вентилях и элементах фильтра может быть выполнен по формуле:

,

где  — выходное напряжение выпрямителя в режиме холостого хода;

RТ – сопротивление вторичной обмотки трансформатора;

Rпр – суммарное сопротивление открытых вентилей;

Rф – суммарное сопротивление фильтра.

Контрольные вопросы

1. Объясните принцип действие выпрямителей.

2. Как влияет емкостный фильтр на величину обратного напряжения на вентиле?

3. Почему уменьшаются пульсации выпрямленного напряжения при включении емкостного или индуктивного фильтра?

Бесплатная лекция: «27 Сретение Господне» также доступна.

4. Достоинства и недостатки разных типов фильтров.

5. Что такое коэффициент пульсаций и коэффициент сглаживания?

6. По каким критериям осуществляется выбор вентилей?

7. Как определяется мощность трансформатора в выпрямителях?

8. Как изменится форма напряжения на нагрузке при пробое одного вентиля в исследуемых выпрямителях?

Типы выпрямителей, двухполупериодная схема, однополупериодная схема, схема мостового выпрямления, двухполупериодная со средней точкой


Различные типы выпрямителей сущесвуют для преобразования переменного тока в постоянный. Но все выпрямители делятся на два главных типа: однополупериодные и двухполупериодные.

Двухполупериодная схема выпрямления

Ярчайшим представителем двухполупериодной схемы является схема мостового выпрямления. Такой выпрямитель может состоять из четырёх отдельных диодов или быть в монолитном корпусе с четырьмя выводами, внутри которого находятся всё те же четыре диода. Двухполупериодной эта схема называется потому, что на выходе используются обе половины каждого периода колебания переменного тока.

Схема двухполупериодного выпрямителя

Существует ещё одна схема двухполупериодного выпрямления, так называемая двухполупериодная со средней точкой, имеющая на выходе такую же диаграмму. Она значительно менее популярна, хотя там и используется всего два диода вместо четырёх. Но зато там используется двойная вторичная обмотка с отводом от середины. Этот средний вывод обмотки используется как ноль, а с двух других обмоток ток идёт через свой диод. Диоды подключены одинаково и соединяются между собой либо катодами, либо анодами. Использовать четыре диода вместо двух значительно проще, чем делать двойную обмотку на трансформаторе.

Однополупериодная схема выпрямления

Однополупериодная схема выпрямления подразумевает в качестве выпрямителя всего один диод. Поэтому на выходе такого выпрямителя из двух полупериодов остаётся только один. Отсюда и название — однополупериодная.

Схема однополупериодного выпрямителя

Такие пульсации довольно сложно сгладить до уровня, подходящего для питания электронных схем, если только это не слаботочные схемы. В слаботочных схемах сглаживающий конденсатор в фильтре не успевает полностью разрядиться между импульсами полупериодов.


Лабораторная работа №13 по электротехнике

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 13. -4ч

Изучение схем построения и основных параметров выпрямителей.

  1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Ознакомление с устройством и принципом работы полупроводниковых однофазных выпрямителей, экспериментальное исследование их свойств и определение основных параметров.

  1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ

    1. СТРУКТУРА И НАЗНАЧЕНИЕ ВЫПРЯМИТЕЛЯ

Для питания радиоэлектронной аппаратуры, устройств автоматики и вычислительной техники требуется постоянное напряжение различных значений. Наиболее распространенным источником электрической энергии является промышленная сеть переменного напряжения частотой 50 Гц. Для преобразования переменного синусоидального напряжения сети в постоянное напряжение применяют выпрямители.

Электрическая схема, предназначенная для преобразования энергии переменного тока в энергию постоянного тока, называется выпрямителем. Выпрямление переменного тока производится при помощи электрических вентилей (полупроводниковых диодов), обладающих односторонней проводимостью.

Выпрямительное устройство обычно имеет следующую структуру (рис. 13.1).

Схема любого выпрямителя содержит три основных элемента:

  • силовой трансформатор — устройство для понижения или повышения напряжения питающей сети и гальванической развязки сети и нагрузки;

  • выпрямительный элемент (вентиль), имеющий одностороннюю проводимость, — для преобразования переменного напряжения в пульсирующее;

  • фильтр — для сглаживания пульсирующего напряжения. Выпрямительное устройство, в зависимости от схемы соединения и

назначения, может быть однофазное и трехфазное, управляемое и неуправляемое.

Для устройств электроники, автоматики, сигнализации, контроля и т.п. требуются небольшие мощности. Поэтому для их питания обычно применяются однофазные выпрямители с диодами малой и средней мощности. Для выпрямления однофазного переменного тока применяются как однополупериодные, так и двухполупериодные схемы выпрямителей.

    1. ОДНОПОЛУПЕРИОДНОЕ ВЫПРЯМЛЕНИЕ

Схема однополупериодного выпрямителя переменного тока приведена на рис.13.2.

Рис. 13.2. Однополупериодный выпрямитель

На рис. 13.2 обозначены: U- напряжение на первичной обмотке трансформатора; U2— напряжение на вторичной обмотке трансформатора; иН — напряжение на нагрузке Ян; iH— ток, протекающий через нагрузку.

В положительный полупериод переменного напряжения в точкеа будет положительный потенциал относительно точки b.Диод VDбудет открыт, и через него проходит ток /#. В результате на нагрузке Яц будет создаваться падение напряжения UH =iH■ Ян, практически равное напряжению U2, т.к. диод в проводящем состоянии обладает низким сопротивлением.

Когда начинается отрицательный полупериод, в точкеа будет отрицательный потенциал относительно точки b.Диод VDбудет закрыт, и через нагрузку ток не протекает, следовательно, iH= 0 и выходное напряжение нулю. Из изложенного ясно, что ток и напряжение на нагрузке является пульсирующими, причем за период Tсинусоидального переменного напряжения в нагрузку проходит только одна полуволна.

Таким образом, через диод и нагрузочный резистор при однополу-периодном выпрямлении проходит пульсирующий ток в виде импульсов, длящихся полпериода и разделенных промежутком также в полпериода. \ (13.4)

в) коэффициент пульсаций

Недостатками однополупериодной схемы выпрямления являются:

  • высокий уровень пульсации П ~ 1,57) выпрямленного напряжения;

  • низкий КПД, т.к. выпрямитель работает только на одной (положительной) полуволне переменного напряжения;

  • значительно больший, чем в других схемах, вес трансформатора и нерациональное использование в трансформаторе меди и стали. Данная схема выпрямителя применяется крайне редко и только в

тех случаях, когда выпрямитель используется для питания цепей с низким током потребления.

    1. ДВУХПОЛУПЕРИОДНОЕ ВЫПРЯМЛЕНИЕ

Для снижения коэффициента пульсаций выпрямленного напряжения pи повышения к.п.д. выпрямителя применяются двухполупе-риодные схемы выпрямления.

Наиболее часто применяется в самых различных устройствах мостовая схема выпрямителя, показанная на рис. 13.4.

В положительный полупериод точкаа имеет положительный потенциал, а точка b— отрицательный. Вследствие этого диоды VD2и VD4будут открыты и по ним протекает ток i1,который является и током нагрузки IH,создавая на нагрузке напряжение иН. При отрицательном полупериоде потенциал точкиа будет отрицательным, а точки b— положительным. Диоды VD3и VD1 открываются (VD2и VD4закрываются), что приводит к протеканию тока i2, который в нагрузочномсопро-

тивленииRHимеет такое же направление, что и ток ij.

Таким образом, в положительный и в отрицательный полупериоды ток через нагрузку имеет одинаковое направление, но изменяется по величине, т.е. пульсирует. о

в) а коэффициент пульсаций меньше

Р

В двухполупериодной мостовой схеме (рис. 13.4) ток через нагрузку в оба полупериода протекает в одном направлении, причем ток во вторичной обмотке трансформатора также протекает в течение обоих полупериодов и является синусоидальным, что исключает дополнительное намагничивание сердечника.

Из рисунков 13.3 и 13.5 видно, что пульсации выпрямленного напряжения довольно значительны. Они могут быть уменьшены с помощью сглаживающего фильтра.

Простейшим фильтром является конденсатор, который включается параллельно нагрузке. В положительный полупериод конденсатор заряжается до максимального входного напряжения Umaxи затем разряжается через нагрузку RH.Емкость конденсатора выбирают такой величины, чтобы для частоты пульсаций юП реактивное сопротивление конденсатора Хс было много меньше сопротивления нагрузки RH. = Сф-11н значительно больше периода пульсаций, конденсатор разряжается сравнительно медленно и напряжение на нем уменьшается незначительно. Это приводит к увеличению среднего значения выпрямленного напряжения U0на нагрузочном резисторе RHи к снижению коэффициента пульсаций р.

На рис. 13.6 иллюстрируется влияние накопительного конденсатора на форму выходного напряжения однополупериодного выпрямителей. Выходное напряжение содержит значительную по величине постоянную составляющую, на которую наложены малые пульсации напряжения. Амплитуда этих пульсаций определяется постоянной времени траз. для используемого конденсатора Сф и нагрузочного резистора RH. Поэтому конденсатор должен иметь значительную емкость — от 100 до 5000 мкФ (и даже больше).

Рис.~, (13.10)

Р

* вых

где рвх и рвых — коэффициенты пульсаций напряжений, соответственно, на входе и выходе фильтра.

    1. НАПРЯЖЕНИЕ ХОЛОСТОГО ХОДА

Напряжением холостого хода называют величину выходного напряжения выпрямителя при нулевом токе нагрузки, т.е. при отключенной нагрузке. На рис. 13.7 показан однополупериодный выпрямитель без нагрузочного резистора.

Рис. 13.7. Напряжение холостого хода
равно максимальному входному напряжению

Накопительный конденсатор Сф заряжается, как обычно, до максимального значения входного напряжения. Однако, если нагрузка не подключена, этот конденсатор сохраняет свой заряд и обеспечивает тем самым постоянное значение выходного напряжения (равное максимальному входному напряжению) без каких-либо пульсаций. Таким образом, напряжение холостого хода Uxx— это максимально возможное напряжение источника питания.

    1. ВНЕШНЯЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВЫПРЯМИТЕЛЯ

Увеличение выходного тока выпрямителя приводит к уменьшению его выходного напряжения. Это связано с тем, что выпрямитель имеет свое внутреннее сопротивление, представляющее собой сумму сопротивлений обмотки трансформатора, выпрямительных диодов и резистора или дросселя сглаживающего фильтра.

Рис. 13.8 иллюстрирует изменение напряжения на выходе источника питания при изменении тока нагрузки. Зависимость среднего значения выходного напряжения UHот среднего значения выходного тока

IHназывается внешней или нагрузочной характеристикой выпрямителя.

Выходное напряжение максимально, когда ток нагрузки равен нулю, т.е. при холостом ходе. Напряжение на выходе источника питания, которое он обеспечивает при установленной полной нагрузке или номинальном (полном) токе нагрузки, называется номинальным выходным напряжениемUHOMисточника питания.

UвыхВ

Рис. 13.8. Внешняя характеристика выпрямителя 2.6. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ

Основными характеристиками выпрямителей являются:

  1. Номинальное напряжение постоянного токаU0 (Ucp)— среднее значение выпрямленного напряжения. Обычно указывается напряжение до фильтра U0и напряжение после фильтра (или отдельных его звеньев — U). Определяется значением напряжения, необходимым для питаемых выпрямителем устройств.

  2. Номинальный выпрямленныйтокI0— среднее значение выпрямленного тока, т.е. его постоянная составляющая, заданная техническими требованиями. Определяется результирующим током всех цепей, питаемых выпрямителем.

  3. Входное напряжениеUx— напряжение сети переменного тока, питающей выпрямитель. Стандартное значение этого напряжения для бытовой сети — 220 вольт с допускаемыми отклонениями не более 10 %.

  4. Пульсация — переменная составляющая напряжения или тока на выходе выпрямителя. Это качественный показатель выпрямителя.

  5. Частота пульсацийf— частота наиболее резко выраженной гармонической составляющей напряжения или тока на выходе выпрямителя. Для самой простой — днополупериодной схемы выпрямителя частота пульсаций равна частоте питающей сети. Двухполупериодные, мостовые схемы и схемы удвоения напряжения дают пульсации, частота которых равна удвоенной частоте питающей сети. Многофазные схемы выпрямления имеют частоту пульсаций, зависящую от схемы выпрямителя и числа фаз.

  6. Коэффициент пульсацийр — отношение амплитуды наиболее резко выраженной гармонической составляющей напряжения или тока на выходе выпрямителя к среднему значению напряжения или тока

р4lnL (13.11)

Различают коэффициент пульсаций на входе фильтра 0 %) и коэффициент пульсаций на выходе фильтра %). Допускаемые значения коэффициента пульсаций на выходе фильтра определяются характером нагрузки.

  1. Коэффициент фильтрации (коэффициент сглаживания) — отношение коэффициента пульсаций на входе фильтра к коэффициенту пульсаций на выходе фильтра q = pex/рвых. Для многозвенных фильтров коэффициент фильтрации равен произведению коэффициентов фильтрации отдельных звеньев.

  1. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА И ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ

    1. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

В данной лабораторной работе исследуются однополупериодный и мостовой однофазные выпрямители.

    1. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

      1. ИЗУЧЕНИЕ ОДНОПОЛУПЕРИОДНОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ

  1. Соберите схему для исследования однополупериодного выпрямителя, как показано на рис. 13.9, и предоставьте для проверки преподавателю.

  2. Выключатели SA1и SA2переведите в положение «ВЫКЛ». Переменное напряжение Uex= 6,3 В на выпрямитель подайте от источника напряжения БИСЭР.

  3. Включите питание стенда.

  4. Подключите осциллограф к гнездам a-b. Подбирая длительность и чувствительность осциллографа, установить на экране изображение двух-трех периодов сигналов входного напряжения. Зарисовать в масштабе данное изображение в отчет.

  5. Подключите осциллограф к гнездам cd.Подбирая длительность и чувствительность осциллографа, установить на экране изображение двух-трех периодов сигналов выходного напряжения. Зарисуйте в масштабе данное изображение в отчет.

  6. Присоедините к схеме конденсатор фильтра С1. Для этого включите тумблер SA1.Зарисуйте в масштабе получившеесяизображе-

Рис. 13.9. Схема для исследования однополупериодного выпрямителя

  1. Присоедините к схеме выпрямителя второй конденсатор фильтра С2. Для этого включите тумблер SA2.Зарисуйте в масштабе получившееся изображение на экране осциллографа в отчет.

      1. ИЗУЧЕНИЕДВУХПОЛУПЕРИОДНОГО МОСТОВОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ

  1. Соберите схему для исследования двухполупериодного выпрямителя, как показано на рис. 13.10, и предоставьте для проверки преподавателю.

  2. Выключатели SA1и SA2переведите в положение «ВЫКЛ». Переменное напряжение ивх = 6,3 В на выпрямитель подайте от источника напряжения БИСЭР.

  3. Подключите осциллограф к гнездам ab.Подбирая длительность и чувствительность осциллографа, установить на экране изображение двух-трех периодов сигналов входного напряжения. Зарисовать в масштабе данное изображение в отчет.

  4. Подключите осциллограф к гнездам cd.Подбирая длительность и чувствительность осциллографа, установить на экране изображение двух-трех периодов сигналов выходного напряжения. Зарисовать в масштабе данное изображение в отчет.

  5. Присоедините к схеме конденсатор фильтра С1 (для этого включите тумблер SA).Зарисуйте в масштабе получившееся изображение на экране осциллографа в отчет.

  6. Присоедините к схеме выпрямителя второй конденсатор фильтра С2 (для этого включите тумблер SA2).Зарисуйте в масштабе получившееся изображение на экране осциллографа в отчет.

  7. Вместо осциллографа в гнезда cdвставьте измерительные провода вольтметра постоянного тока или мультиметра, включенного на измерение постоянного тока. В гнезда abподключите вольтметр переменного тока или мультиметр, включенный на измерение переменного тока. Тумблера SA1и SA2выключить.

  8. Временно отключив нагрузку RH,измерить ток с помощью амперметра РА, измерить с помощью мультиметра переменное напряжение Uexи постоянное напряжение UH.Результаты измерений записать в отчет.

      1. СНЯТИЕ ВНЕШНЕЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЫПРЯМИТЕЛЯ

  1. Подключить к схеме двухполупериодного выпрямителя переменное нагрузочное сопротивление R= 470 Ом, расположенное на передней панели источника питания БИСЭР (рис. 13.11). Сопротивление включить средним и любым из крайних выводов.

  2. Изменяя с помощью переменного сопротивления RHток от 15 mAдо 100 mA, снять показания приборов РА, PVдля 8-10 точек. Полученные данные занести в таблицу 13.1.

Таблица 13.1

Экспериментальные данные для построения внешней характеристики

двухполупериодного выпрямителя

п/п

Ih, A

иН , B

Кп

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

3.3. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА

  1. На полученных осциллограммах определить амплитуду пульсаций Umax, пульсации напряжения AU, периодТ и частоту fпульсирующего напряжения.

  2. Рассчитать коэффициент пульсаций pдвухполупериодного выпрямителя по формуле

б) зависимость Кп= /(/я).

  1. Сделайте вывод о значении фильтра для получения постоянного напряжения и о влиянии величины емкости конденсатора фильтра

на величину пульсаций выпрямленного напряжения.

  1. ВОПРОСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ И САМОКОНТРОЛЯ СТУДЕНТОВ

  1. Что такое выпрямитель? Для чего они применяются?

  2. Объяснить принцип работы одно- и двухполупериодных выпрямителей.

  3. Сравнить преимущества и недостатки одно- и двухполупериодных выпрямителей.

  4. Как находиться коэффициент пульсаций в выпрямителях? Его физический смысл.

  5. Дать определение внешней (нагрузочной) характеристики выпрямителя.

  6. Почему при увеличении тока нагрузки уменьшается выходное напряжение?

  7. Какие существуют схемы выпрямителей? Приведите классификацию выпрямителей.

  8. Назовите основные параметры выпрямителей.

Полуполупериодный и полноволновой выпрямитель

: принцип работы, принципиальная схема, выходное напряжение

Когда требуется источник постоянного тока, используется источник постоянного тока. Источник питания постоянного тока — это устройство, которое преобразует переменный ток (AC) в регулируемый постоянный ток (DC) для использования в электрических цепях. Источник питания постоянного тока состоит из выпрямителя, фильтра, регулятора напряжения и делителя напряжения. См. Рисунок 1.

Рисунок 1. Блок-схема показывает основные компоненты источника питания постоянного тока.

Источник питания постоянного тока может также включать в себя трансформатор и умножитель напряжения. Трансформатор — это электрическое устройство, которое использует электромагнетизм для изменения напряжения с одного уровня на другой или для изоляции одного напряжения от другого.

В зависимости от стоимости и области применения источник питания постоянного тока может содержать все или некоторые из этих компонентов.

Выпрямитель — это электрическая цепь, которая преобразует переменный ток в постоянный. Выпрямители обычно состоят из одного или нескольких диодов, используемых для управления протеканием тока в цепи.

Три основных типа выпрямителей, используемых в однофазных источниках питания постоянного тока: полуволновые, двухполупериодные, и двухполупериодные мостовые выпрямители .

Полуволновой выпрямитель рабочий

Полупериодный выпрямитель — это электрическая цепь, содержащая источник переменного тока, нагрузочный резистор (RL) и диод, который пропускает только положительные полупериоды синусоидальной волны переменного тока, что создает пульсирующий постоянный ток. См. Рисунок 2.

Полупериодное выпрямление достигается, потому что ток может течь только тогда, когда анодный вывод диода D1 является положительным по отношению к катоду.Электроны не могут проходить через выпрямитель, когда катод положительный по отношению к аноду.

Выходное напряжение полуволнового выпрямителя

Выходное напряжение полуволнового выпрямителя считается пульсирующим постоянным током, когда половина синусоидальной волны переменного тока отсекается.

Пульсирующий постоянный ток — это постоянный ток, который изменяется по амплитуде, но не меняет полярность.

Выпрямитель может пропускать как положительную, так и отрицательную половину цикла входного переменного тока в зависимости от полярности диода в цепи.Однополупериодные выпрямители считаются неэффективными для многих приложений, потому что половина входного цикла не используется.

ТЕХНИЧЕСКИЙ ФАКТ

Источники питания постоянного тока, например, используемые для зарядных устройств телефонов и инструментов, классифицируются как регулируемые и нерегулируемые.

Важно знать разницу при замене, тестировании или поиске и устранении неисправностей выпрямителя. Например, , выпрямитель с регулируемым номиналом 12 В постоянного тока / 500 мА должен измерять около 12 В постоянного тока для любой нагрузки от 0 до 500 мА.

A 12 В постоянного тока / 500 мА Нерегулируемый выпрямитель будет измерять гораздо более высокое напряжение, примерно до 16 В постоянного тока, для нагрузок менее 500 мА и около 12 В постоянного тока только тогда, когда нагрузка достигает 500 мА.

Оба типа будут уменьшать выходное напряжение при перегрузке, превышающей их номинальные.

Рисунок 2. Схема однополупериодного выпрямителя

Полноволновой выпрямитель рабочий

Двухполупериодный выпрямитель — это электрическая цепь, содержащая два диода и трансформатор с центральным отводом, используемый для создания пульсирующего постоянного тока.См. Рисунок 3.

Трансформатор с центральным отводом подает противофазные напряжения на два диода. Когда напряжение индуцируется во вторичной обмотке от точки A до B, точка A является положительной по отношению к точке N. Ток течет от N к A через нагрузку R L и через диод D1. Диод D1 с прямым смещением позволяет электронам течь. Диод D2 с обратным смещением и блокирует ток, потому что точка B отрицательная (-), а точка A положительная (+).

Когда напряжение на вторичной обмотке меняется на противоположное в течение отрицательного полупериода синусоидального сигнала переменного тока, точка B является положительной по отношению к точке N.Затем ток течет от N к B через нагрузку и через диод D2. Диод D2 с прямым смещением позволяет электронам течь. Диод D1 с обратным смещением и блокирует ток, потому что B положителен по отношению к N. Это повторяется каждый цикл синусоидальной волны переменного тока, создавая двухполупериодный выходной сигнал постоянного тока.

Выходное напряжение полнополупериодного выпрямителя

Выходное напряжение двухполупериодного выпрямителя не имеет периода отключения. Электроны проходят через нагрузку в течение обоих полупериодов.Постоянный поток электронов дает полный выходной сигнал. Двухполупериодный выпрямитель более эффективен и имеет более плавный выход, чем однополупериодный выпрямитель.

Рисунок 3. Принципиальная схема двухполупериодного выпрямителя.

Полноволновой мостовой выпрямитель рабочий

Двухполупериодный мостовой выпрямитель — это электрическая схема, содержащая четыре диода, которые позволяют преобразовать обе половины синусоидальной волны в пульсирующий постоянный ток.

Двухполупериодный мостовой выпрямитель не требует трансформатора с центральным отводом.В нем используются диоды с более низким напряжением, чем в схеме с центральным отводом двухполупериодного выпрямителя.

Мостовые диоды должны блокировать только половину обратного напряжения, чем диод трансформатора с центральным отводом для того же выходного напряжения. См. Рисунок 4.

Когда напряжение положительное в точке A и отрицательное в точке B, электроны текут из точки B через диод D2, нагрузку RL и диод D1 в точку A. Когда напряжение питания переменного тока отрицательное в точке A и положительное в точке B, электроны текут из точки A через диод D4, нагрузку RL и диод D3 в точку B.

Выходное напряжение полнополупериодного мостового выпрямителя

Один недостаток двухполупериодного мостового выпрямителя заключается в том, что при каждом чередовании постоянный ток в цепи должен проходить через два последовательно соединенных диода. Следовательно, прямое падение напряжения постоянного тока на двух выпрямителях больше, чем на одном выпрямительном диоде. Однако для падение напряжения на кремниевых диодах невелико (0,6 В), и потери обычно допустимы.

Рисунок 4. Схема двухполупериодного мостового выпрямителя.

Измерение напряжения выпрямителя

Для измерения напряжения в выпрямителе требуется знание терминологии, математики и инструментов, необходимых для точных измерений.

Выпрямитель использует как переменный, так и постоянный ток. Необходимо соблюдать осторожность при измерении переменного и постоянного тока, а также при преобразовании или сравнении любого значения переменного тока со значением постоянного тока. Измерения в выпрямителе обычно выполняются с помощью цифрового мультиметра или осциллографа .Осциллограф может отображать формы сигналов в дополнение к значению напряжения. См. Рисунок 5.

Рисунок 5. Для измерения в цепи выпрямителя можно использовать цифровой мультиметр или осциллограф.

Половина | Принцип работы полноволнового выпрямителя

Привет, друзья, в этой статье я собираюсь описать принцип работы полуволнового выпрямителя и принцип работы полнополупериодного выпрямителя , если вам интересно, продолжайте читать.

Электроэнергия доступна в домах и на производстве в виде переменного напряжения. Но для работы большинства устройств в электронном оборудовании требуется постоянное напряжение. Поэтому почти все электронное оборудование состоит из схемы, преобразующей переменное напряжение сети в постоянное. Эта часть оборудования называется источником питания.

Процесс получения однонаправленных токов и напряжений из переменных токов и напряжений известен как выпрямление.Эта функция выполняется схемой, называемой , выпрямительной схемой . Свойство диода однонаправленной проводимости находит широкое применение в выпрямительных схемах.




В этой схеме выпрямление достигается за счет использования одного диода D, как показано на рис.
Трансформатор используется для изменения уровня напряжения в сети. Он также обеспечивает изоляцию от линии питания и снижает риск поражения электрическим током.

Когда цепь подключена к электросети, на вторичной обмотке трансформатора индуцируется переменное напряжение.Он имеет чередующиеся положительные и отрицательные полупериоды.

Во время положительного полупериода напряжения A положительно по отношению к B

  • диод включен (за счет прямого смещения)
  • текущих i потоков.

Во время отрицательного полупериода напряжения A отрицательно по отношению к B

  • диод D выключен (из-за обратного смещения)
  • нет тока через резистор нагрузки R L .

Таким образом, переменный синусоидальный сигнал, подаваемый на первичную обмотку трансформатора, выпрямляется в однонаправленный сигнал. Очевидно, отрицательный полупериод на входе подавляется, то есть он не используется для подачи энергии на нагрузку.

Как видно, на выходе не постоянный постоянный ток, а только пульсирующая волна постоянного тока с частотой пульсаций, равной частоте входного напряжения.

Эту волну можно наблюдать с помощью осциллографа, подключенного к R L .При измерении вольтметром постоянного тока он покажет некоторое среднее положительное значение напряжения (примерно половина входного напряжения ). Поскольку используется только один полупериод входной волны, он называется полуволновым выпрямителем .




Четыре диода используются в схеме полного мостового выпрямителя , как показано на рис. Для получения выходного сигнала. Входной сигнал применяется к двум противоположным углам, а выходной — к двум оставшимся углам этой схемы.



Во время положительного полупериода входного сигнала клемма A вторичной обмотки является положительной, а C — отрицательной, как показано на рисунке. Чтобы сделать концепцию понятной, на рисунке

опущены диоды с обратным смещением (ВЫКЛ)
  • диоды D 2 и D 4 становятся смещенными в прямом направлении (ВКЛ)
  • , тогда как D 1 и D 3 имеют обратное смещение (ВЫКЛ)
  • Ток
  • течет по ABEDC, образуя падение на R L .

Во время полупериода отрицательного входа вторичная клемма C становится положительной, а отрицательная.

  • диоды D 2 и D 4 имеют обратное смещение (ВЫКЛ)
  • D 1 и D 3 имеют прямое смещение (ВКЛ)
  • Цепь
  • течет по CBEDA.



Следовательно, ток продолжает течь через сопротивление нагрузки R L в том же направлении BE в течение обоих полупериодов входного переменного тока. Точка B полного мостового выпрямителя действует как анод, а точка D как катод . Выходное напряжение на R L равно входному напряжению.Его частота вдвое больше, чем частота питания.



Пульсирующие выходы, полученные от схем полуволнового и двухполупериодного выпрямителей, не подходят для работы электронных устройств. Чтобы получить стабильное постоянное напряжение, мы должны отфильтровать или сгладить изменение переменного тока выпрямленного напряжения.

Обычно для этой цели к выходу выпрямителя подключается конденсатор C. Этот конденсатор улучшает волновые формы выпрямителя.

Когда выходное напряжение выпрямителя увеличивается, конденсатор заряжается до пикового напряжения V m , а когда выходное напряжение выпрямителя уменьшается, конденсатор начинает разряжаться через нагрузку.Этот процесс продолжается. Таким образом, он сглаживает пульсации выпрямителя.

Коэффициент пульсации и эффективность выпрямления выпрямителя


Насколько эффективно выпрямитель преобразует мощность переменного тока в мощность постоянного тока, описывается коэффициентом пульсаций и эффективностью выпрямления.

Коэффициент пульсации (r) является мерой чистоты выхода постоянного тока выпрямителя.

r = среднеквадратичное значение составляющей волны / среднее значение или значение постоянного тока

Это 1.21 для однополупериодного выпрямителя и 0,482 для полного мостового выпрямителя.

Эффективность выпрямления (ȵ) сообщает нам, какой процент от общей входной мощности переменного тока преобразуется в полезную выходную мощность постоянного тока.

ȵ = мощность постоянного тока, подаваемая на нагрузку / мощность переменного тока на входе выпрямителя

Она составляет 40,6% для однополупериодного выпрямителя и 81,2% для полного мостового выпрямителя.

Спасибо, что прочитали о принципе работы полуволнового выпрямителя и Принцип работы двухполупериодного выпрямителя .

Электроника | Все сообщения

© https://yourelectricalguide.com/ Принцип работы полуволнового выпрямителя и принцип работы двухполупериодного выпрямителя.

Что такое полуволновой и полноволновой выпрямитель? — Принцип работы и электрическая схема

В полуволновом выпрямителе , когда на вход подается питание переменного тока, на нагрузке появляется положительный полупериод, тогда как отрицательный полупериод подавляется. Это можно сделать с помощью полупроводникового диода с PN переходом.Диод пропускает ток только в одном направлении . Таким образом преобразует переменное напряжение в постоянное.

Принципиальная схема полуволнового выпрямителя

В полуволновом выпрямлении используется только один кристаллический диод. Он подключается в схему, как показано ниже.

Электропитание переменного тока, подлежащее выпрямлению, обычно подается через трансформатор. Трансформатор используется для понижения или повышения основного напряжения питания в соответствии с требованиями. Он также изолирует выпрямитель от линий электропередач и, таким образом, снижает риск поражения электрическим током.

Работа полуволнового выпрямителя

При включении питания переменного тока на клемме AB вторичной обмотки появляется переменное напряжение ( В в ), показанное на рисунке ниже.

Во время положительного полупериода клемма A является положительной по отношению к B, а кристаллический диод смещен в прямом направлении. Следовательно, он проводит, и ток течет через нагрузочный резистор R L . Этот ток варьируется по величине, как показано на волновой диаграмме, показанной ниже.

Таким образом, положительный полупериод выходного напряжения (V out = i RL ) появляется на нагрузочном резисторе R L , показанном на рисунке ниже.

Пиковое обратное напряжение

Во время отрицательного полупериода, когда диод смещен в обратном направлении, максимальное значение напряжения, приходящего на диод, называется пиковым обратным напряжением . Поскольку ток протекает через нагрузочный резистор RL только в одном направлении, т.е.е. от M к L. Следовательно, через RL получается выходной сигнал постоянного тока, который по своей природе является пульсирующим.

Недостатки полуволнового выпрямителя

Недостатки однополупериодного выпрямителя следующие:

  • Выходной сигнал низкий, потому что источник переменного тока обеспечивает питание только половину времени.
  • Выходные данные содержат дополнительные переменные компоненты (рябь). Следовательно, для сглаживания выходного сигнала требуется мощная схема фильтра.

Полноволновой выпрямитель

В Full Wave Rectification , когда на входе подается переменный ток, в течение обоих полупериодов (т.е.е., как положительный, так и отрицательный) ток течет через нагрузку в одном и том же направлении. Этого можно добиться, используя два кристаллических диода. Два диода поочередно проводят ток.

Чтобы получить одинаковое направление протекания тока в нагрузочных резисторах R L во время как положительного, так и отрицательного полупериода входа, используются две цепи. Они имеют следующие названия: —

Чтобы получить подробное описание двух типов двухполупериодных выпрямителей, перейдите по ссылкам, приведенным выше.

Полупериодный и двухполупериодный выпрямители | Принцип, работа, ограничения

Что такое выпрямитель?

A выпрямитель устройство, которое преобразует переменное (AC) входное напряжение в постоянное (DC) выходное напряжение. Любое электрическое устройство, которое имеет высокое сопротивление току в в одном направлении и низкое сопротивление току в обратном направлении обладает возможность преобразовывать переменный ток в постоянный.

Принцип

Диод p-n-перехода предлагает очень низкое сопротивление при прямом смещении и чрезвычайно высокое сопротивление при обратном смещении.Благодаря этому свойству диод с p-n переходом в первую очередь пропускает ток только в одном направлении. Итак, если на диод подается переменное напряжение, ток протекает только в той части циклов, когда диод направлен вперед пристрастный. Это свойство диода с p-n переходом используется для выпрямления переменного тока. напряжения и схема, используемая для этой цели, называется выпрямителем . п-п переходной диод может использоваться либо как (а) полуволновой выпрямитель, либо (б) как двухполупериодный выпрямитель.

(а) Однополупериодный выпрямитель

Строительство

Аранжировка для полуволны Выпрямитель показан на рис. Входное напряжение переменного тока подается на первичную обмотку. P подходящего понижающего трансформатора. Вторичная обмотка S трансформатора подключен к полупроводниковому диоду p-n перехода D и нагрузке сопротивление R L .

Однополупериодный выпрямитель

Метод работы

Пусть в течение первой половины входного цикла переменного тока конец A вторичной обмотки S трансформатора имеет положительный потенциал, а конец B — отрицательный потенциал.В этой ситуации диод смещен в прямом направлении, и в цепи течет ток. Следовательно, получается выходное напряжение на нагрузке R L .

Во время второй половины входного переменного тока конец A вторичной обмотки S трансформатора находится под отрицательным потенциалом, а диод D находится под обратным смещением. Таким образом, ток не течет через нагрузку R L и отсутствует выходное напряжение на R L .


В следующем положительном полупериоде входа переменного тока мы снова получаем выход и так далее.Таким образом, мы получаем выходное напряжение как показано на рис. Здесь выходное напряжение, хотя и изменяется по величине, ограничивается только одним направлением и считается исправленным. Поскольку выпрямленный выход схемы получается только для половины входного переменного тока. волна, устройство называется однополупериодный выпрямитель .

(б) Двухполупериодный выпрямитель

Двухполупериодный выпрямитель — это выпрямитель, выпрямляет обе половины каждого входного цикла переменного тока и дает однонаправленный выходное напряжение постоянно.

Строительство

В двухполупериодном выпрямителе мы используйте два полупроводниковых диода, которые работают в дополнительном режиме. AC входное питание подается через первичную обмотку P трансформатора с центральным ответвлением. Два конца A и B второго S трансформатора подключены к p-концы диодов D1 и D2 соответственно. Нагрузка сопротивление R L подключено между n-клеммой как диоды, так и центральный отвод O второго трансформатора.DC выходная мощность достигается при выдержке нагрузки R L .

Двухполупериодный выпрямитель

Метод работы

Во время первый полупериод входного напряжения, клемма A является положительной с относительно O, в то время как B отрицательно по отношению к O. Сначала диод прямое смещение и проводит, в то время как второй диод имеет обратное смещение и не проводят, ток протекает через R L от Д К О.В течение второй полупериод, A отрицателен, а B положителен по отношению к O, таким образом, первый диод имеет обратное смещение, а второй диод — прямое смещение. В ток через R L идет в том же направлении, что и во время первая половина цикла. Результирующий выходной ток представляет собой непрерывную серию.

Поскольку мы получаем вывод в положительная половина, а также отрицательная половина входного цикла переменного тока, выпрямитель называется двухполупериодным выпрямителем. Очевидно, это более эффективная схема для получение выпрямленного напряжения или тока, чем полуволновой выпрямитель .

Ограничение выпрямителя

Хотя двухполупериодный выпрямитель обеспечивает непрерывное выходное напряжение / ток в одном направлении, выпрямленное напряжение имеет форму импульсов половинной формы. синусоиды. Итак, выходное напряжение однонаправленное, но не имеет стабильное значение. Фактически, такой пульсирующий выходной сигнал имеет некоторую пульсацию переменного тока, смешанную с чистое напряжение постоянного тока, и чтобы получить чистое выходное напряжение постоянного тока, мы должны отфильтровать Пульсации переменного тока при использовании дополнительных фильтров.

Читайте также

Двухполупериодный выпрямитель — Двухполупериодный выпрямитель с центральным отводом

процесс преобразования переменного тока ток в постоянный ток ток называется выпрямлением. Исправление может быть достигается за счет использования одного диода или группа диодов. Эти диоды, которые преобразуют переменный ток преобразование тока в постоянный ток называют выпрямителями.

Выпрямители обычно делятся на два типа: половинные волновой выпрямитель и двухполупериодный выпрямитель.

А полуволновой выпрямитель использует только один диод для преобразования переменного тока в округ Колумбия. Так что построить полуволну очень просто. выпрямитель. Однако одиночный диод в полуволновом выпрямителе допускает только положительную половину цикла или отрицательную половину цикл входного сигнала переменного тока и оставшийся полупериод входной сигнал переменного тока заблокирован.В результате большая сумма силы тратится впустую. Кроме того, однополупериодные выпрямители не подходят для приложений, требующих стабильного и плавное постоянное напряжение. Так что полуволновые выпрямители не эффективные преобразователи переменного тока в постоянный.

ср можно легко преодолеть этот недостаток, используя другой тип выпрямитель, известный как двухполупериодный выпрямитель.Полная волна выпрямитель имеет несколько основных преимуществ перед полуволновым выпрямитель. Среднее выходное напряжение постоянного тока, создаваемое двухполупериодный выпрямитель выше, чем однополупериодный. Кроме того, выходной сигнал постоянного тока двухполупериодного выпрямителя имеет меньше пульсаций, чем полуволновой выпрямитель. Как результат, получаем более плавное выходное напряжение постоянного тока.

Let’s взгляните на двухполупериодный выпрямитель ………..

Полная волна выпрямитель определение

А Двухполупериодный выпрямитель — это тип выпрямителя, который преобразует оба полупериода сигнала переменного тока в пульсирующий сигнал постоянного тока.

Как как показано на рисунке выше, двухполупериодный выпрямитель преобразует как положительные, так и отрицательные полупериоды входного переменного тока сигнал в выходной пульсирующий сигнал постоянного тока.

Двухполупериодный выпрямитель подразделяется на два типа: двухполупериодный выпрямитель с центральным ответвлением и двухполупериодный мост выпрямитель.

В в этом руководстве двухполупериодный выпрямитель с отводом по центру объяснил.

Раньше переходя на работу двухполупериодного выпрямителя с центральным отводом, Давайте сначала взглянем на трансформатор с центральным ответвлением.Поскольку трансформатор с центральным ответвлением играет ключевую роль в двухполупериодный выпрямитель с отводом по центру.

Центр ответвительный трансформатор

Когда дополнительный провод подключается точно посередине вторичная обмотка трансформатора, она известна как трансформатор с отводом по центру.

провод отрегулирован таким образом, чтобы он попадал точно в средняя точка вторичной обмотки.Итак, провод ровно при нулевом напряжении сигнала переменного тока. Этот провод известен как центральный кран.

трансформатор с центральным ответвлением работает почти так же, как и обычный трансформатор. Как и у обычного трансформатора, в центре отводился трансформатор также увеличивает или снижает напряжение переменного тока. Однако трансформатор с центральным ответвлением имеет еще одно важное характерная черта.Это вторичная обмотка центрального отвода. трансформатор делит входной переменный ток или сигнал переменного тока (В P ) на две части.

верхняя часть вторичной обмотки дает положительный напряжение В 1 и нижняя часть вторичной обмотки обмотка выдает отрицательное напряжение 2 В. Когда мы объединяем эти два напряжения при выходной нагрузке, получаем полную Сигнал переменного тока.

Т.е. V Итого = V 1 + V 2

напряжения V 1 и V 2 равны величина, но противоположная по направлению. То есть напряжения (В 1 и V 2 ) производят верхнюю часть и нижнюю часть вторичной обмотки сдвинута по фазе на 180 градусов друг с другом.Однако при использовании двухполупериодного выпрямителя с трансформатором с центральным ответвлением, мы можем производить напряжения которые находятся в фазе друг с другом. Проще говоря, по с использованием двухполупериодного выпрямителя с трансформатором с центральным ответвлением, мы можем произвести ток, который течет только в одиночном направление.

Что такое двухполупериодный выпрямитель с центральным ответвлением

А Двухполупериодный выпрямитель с центральным ответвлением — это тип выпрямителя который использует трансформатор с отводом от центра и два диода для преобразовать полный сигнал переменного тока в сигнал постоянного тока.

Двухполупериодный выпрямитель с центральным ответвлением состоит из переменного тока. источник, трансформатор с центральным ответвлением, два диода и нагрузка резистор.

Источник переменного тока подключен к первичной обмотке центра. ответвительный трансформатор. Подключен центральный отвод (дополнительный провод) точно в середине вторичного обмотка делит входное напряжение на две части.

Верхняя часть вторичной обмотки подключена к диод D 1 и нижняя часть вторичной обмотка подключена к диоду D 2 . Оба диода D 1 и диод D 2 подключены к общая нагрузка R L с помощью центрального метчика трансформатор. Центральный кран обычно считается точка заземления или точка отсчета нулевого напряжения.

Как центр двухполупериодный выпрямитель с отводом работает

центр двухполупериодный выпрямитель с ответвлениями использует трансформатор с ответвлениями для преобразования входного переменного напряжения в выходное постоянное напряжение.

Когда подается входное переменное напряжение, вторичная обмотка трансформатор с ответвлениями делит это входное переменное напряжение на две части: положительная и отрицательная.

Во время положительный полупериод входного сигнала переменного тока, клемма A станет положительным, клемма B станет отрицательной и центральный кран заземлен (ноль вольт). Положительный вывод A подключен к p-стороне диода D 1 и отрицательная клемма B подключена к стороне n диода Д 1 .Значит диод D 1 смещен в прямом направлении. в течение положительного полупериода и пропускает электрический ток через это.

Вкл. с другой стороны, отрицательный вывод B подключен к Сторона p диода D 2 и положительный вывод А подключен к стороне n диода D 2 . Так диод D 2 имеет обратное смещение во время положительный полупериод и не пропускает электрический ток через это.

диод D 1 подает постоянный ток на нагрузку R L . В Постоянный ток, произведенный на нагрузке R L , вернется ко вторичной обмотке через центральный отвод.

Во время положительный полупериод, ток течет только в верхнем часть схемы, в то время как нижняя часть схемы не переносят ток на нагрузку, потому что диод D 2 имеет обратное смещение.Таким образом, во время положительного полупериода входного сигнала переменного тока только диод D 1 пропускает электрический ток, а диод D 2 не пропускает электрический ток.

Во время отрицательный полупериод входного сигнала переменного тока, клемма A становится отрицательным, клемма B становится положительной и отводится по центру. заземлен (ноль вольт). Отрицательный вывод A подключен к p-стороне диода D 1 и положительный вывод B подключен к стороне n диода Д 1 .Значит диод D 1 имеет обратное смещение. во время отрицательного полупериода и не допускает электрического ток через него.

Вкл. с другой стороны, положительный вывод B подключен к Сторона p диода D 2 и отрицательный вывод А подключен к стороне n диода D 2 . Так диод D 2 смещен в прямом направлении во время отрицательный полупериод и пропускает через него электрический ток.

диод D 2 подает постоянный ток на нагрузку R L . В Постоянный ток, произведенный на нагрузке R L , вернется ко вторичной обмотке через центральный отвод.

Во время отрицательный полупериод, ток течет только в нижнем часть схемы, в то время как верхняя часть схемы не переносят ток на нагрузку, потому что диод D 1 имеет обратное смещение.Таким образом, во время отрицательный полупериод входного сигнала переменного тока, только диод D 2 пропускает электрический ток, а диод D 1 не допускает пропустить электрический ток.

Таким образом, диод D 1 пропускает электрический ток во время положительный полупериод и диод D 2 позволяет электрическое ток в течение отрицательного полупериода входного переменного тока сигнал.В результате оба полупериода (положительный и отрицательный) входного сигнала переменного тока. Итак, на выходе Напряжение постоянного тока почти равно входному напряжению переменного тока.

А небольшое напряжение теряется на диоде D 1 и диоде D 2 заставить их вести себя. Однако это напряжение очень мало по сравнению с напряжением, возникающим на выход.Таким образом, этим напряжением пренебрегают.

диоды D 1 и D 2 обычно подключен к нагрузке R L. Таким образом, ток нагрузки равен сумма токов отдельных диодов.

ср знайте, что диод пропускает электрический ток только в одном направление. Из приведенной выше диаграммы мы видим, что как диоды D 1 и D 2 допускают ток в том же направлении.

ср знайте, что ток, который течет только в одном направлении, называется постоянным током. Таким образом, результирующий ток на выход (нагрузка) — постоянный ток (DC). Однако прямая ток, появившийся на выходе, не является чистым постоянным током но пульсирующий постоянный ток.

значение пульсирующего постоянного тока изменяется в зависимости от ко времени.Это связано с рябью выходного сигнала. Эти колебания можно уменьшить, используя такие фильтры, как конденсатор и индуктор.

среднее выходное постоянное напряжение на нагрузочном резисторе в два раза больше схема однополупериодного выпрямителя.

Выход формы сигналов двухполупериодного выпрямителя

Формы выходных сигналов двухполупериодного выпрямителя показаны на рисунок ниже.

Первый сигнал представляет входной сигнал переменного тока. Вторая форма волны и третья форма волны представляет собой сигналы постоянного тока или постоянный ток, создаваемый диодом D 1 и диод D 2 . Последний сигнал представляет общий выходной постоянный ток, создаваемый диодами D 1 и Д 2 . Из приведенных выше осциллограмм мы можем сделать вывод что выходной ток, создаваемый на нагрузочном резисторе, не чистый постоянный ток, но пульсирующий постоянный ток.

Характеристики двухполупериодного выпрямителя

Пульсация фактор

коэффициент пульсации используется для измерения количества ряби присутствует в выходном сигнале постоянного тока. Высокий коэффициент пульсации указывает на высокий пульсирующий сигнал постоянного тока, в то время как низкий уровень пульсации коэффициент указывает на слабый пульсирующий сигнал постоянного тока.

Пульсация коэффициент определяется как отношение пульсаций напряжения к чистому Напряжение постоянного тока

коэффициент пульсации равен

Наконец, получаем

γ = 0.48

Выпрямитель эффективность

Выпрямитель КПД показывает, насколько эффективно выпрямитель преобразует Переменный ток в постоянный. Высокий процент КПД выпрямителя указывает на исправный выпрямитель, в то время как низкий процент КПД выпрямителя указывает на неэффективный выпрямитель.

Выпрямитель КПД определяется как отношение выходной мощности постоянного тока к Входная мощность переменного тока.

Это математически можно записать как

η = выход P DC / вход P AC

выпрямитель КПД двухполупериодного выпрямителя составляет 81,2%.

выпрямитель КПД двухполупериодного выпрямителя вдвое выше, чем у однополупериодный выпрямитель.Таким образом, двухполупериодный выпрямитель больше КПД полуволнового выпрямителя

Пик обратный напряжение (PIV)

Пиковое обратное напряжение или пиковое обратное напряжение является максимальным напряжение, которое диод может выдержать в условиях обратного смещения. Если приложенное напряжение больше пикового обратного напряжение, диод будет безвозвратно разрушен.

пиковое обратное напряжение (PIV) = 2 В smax

Выход постоянного тока текущий

в выходной резистор нагрузки R L , оба диода D 1 и в диоде D 2 протекают токи в одном направлении. Таким образом, выходной ток представляет собой сумму D 1 и D 2 . токи.

ток, производимый D 1 , составляет I max / π, а ток, производимый D 2 , равен I max / π.

Итак, на выходе ток I DC = 2I макс. / π
Где,
I макс = максимальный постоянный ток нагрузки

Выход постоянного тока напряжение

Появившееся выходное постоянное напряжение на нагрузочном резисторе R L задается как

. В DC = 2 В макс / π
Где,
В макс = максимальное вторичное напряжение

Среднее значение квадрат (RMS) значение тока нагрузки I

RMS

среднеквадратичное значение тока нагрузки в полной волне выпрямитель


Корневое среднее квадратное (RMS) значение выходного напряжения нагрузки В

RMS

среднеквадратичное значение выходного напряжения нагрузки в двухполупериодный выпрямитель

Форм-фактор

Форма Фактор — это отношение действующего значения тока к выходному постоянному току. текущий

Это математически можно записать как

Ф.F = действующее значение тока / выходного постоянного тока

форм-фактор двухполупериодного выпрямителя

F.F = 1.11

Преимущества двухполупериодного выпрямителя с центральным отводным трансформатором

Высокая КПД выпрямителя

Полный волновой выпрямитель имеет высокий КПД выпрямителя, чем половина волновой выпрямитель.Это означает, что двухполупериодный выпрямитель преобразует Переменный ток в постоянный более эффективно, чем однополупериодный выпрямитель.

Низкий потеря мощности

В полупериодный выпрямитель, только полупериод (положительный или отрицательный полупериод) разрешен, а оставшийся полупериод заблокирован. В результате больше половины напряжения падает. потрачено. Но в двухполупериодном выпрямителе оба полупериода (положительные и отрицательные полупериоды) разрешены одновременно. время.Таким образом, двухполупериодный выпрямитель не теряет сигнал.

Низкий рябь

выходной сигнал постоянного тока в двухполупериодном выпрямителе имеет меньше пульсаций чем полуволновой выпрямитель.

Недостатки двухполупериодного выпрямителя с центральным отводным трансформатором

Высокая стоимость

Трансформаторы с центральным ответвлением дороги и занимают много места. Космос.


«Это статья касается только двухполупериодного выпрямителя с отводом по центру. Если вы хотите прочитать о полной волне с отводом по центру выпрямитель с посещением фильтра: полный волновой выпрямитель с фильтром »

Разница между полуволновым и полноволновым выпрямителями (со сравнительной таблицей)

Полуволновый и полноволновый выпрямители имеют существенные различия.Выпрямитель преобразует переменного напряжения в пульсирующее постоянного напряжения . Полупериодный выпрямитель — это электронная схема, которая преобразует только половину цикла переменного тока в пульсирующий постоянный ток. Он использует только половину цикла переменного тока для процесса преобразования. С другой стороны, двухполупериодный выпрямитель — это электронная схема, которая преобразует весь цикл переменного тока в пульсирующий постоянный ток.

Полупериодный выпрямитель является однонаправленным; это означает, что он позволит проводить только в одном направлении. Вот почему он может преобразовывать либо только положительную половину, либо только отрицательную половину в постоянное напряжение.По этой причине он называется полуволновым выпрямителем . В то время как двухполупериодный выпрямитель является двунаправленным, он проводит как положительную, так и отрицательную половину цикла. Таким образом, он называется двухполупериодным выпрямителем .

Содержимое: полуволновой и полноволновой выпрямитель

  1. Сравнительная таблица
  2. Определение
  3. Ключевые отличия
  4. Заключение

Сравнительная таблица

Параметры Полупериодные выпрямители Полноволновые выпрямители
Эффективность выпрямления 40.6% 81,2%
Коэффициент пульсации 1,21 0,482
Коэффициент использования трансформатора 0,286 0,692
Регулировка напряжения Хорошо Лучше
Основная частота пульсаций Равно частоте питания, f Удвоение частоты питания, 2f
Форм-фактор 1,57 1.11
Пик-фактор 2 1,414
Количество диодов Только 1 Изменяется от 2 до 4, 4 в случае мостового выпрямителя
Пиковое обратное напряжение Вс 2 Вс
Выходное напряжение постоянного тока Imax / π RL 2 / π RL Imax

Определение полуволнового выпрямителя

Схема полуволнового выпрямителя состоит из одного диода и понижающего трансформатора, переменный ток высокого напряжения будет преобразован в переменный ток низкого напряжения с помощью понижающего трансформатора.После этого диод, подключенный к цепи, будет смещен в прямом направлении на положительную половину цикла переменного тока и будет иметь обратное смещение в течение отрицательной половины.

Когда диод смещен в прямом направлении, он действует как короткое замыкание, а при обратном смещении — как разомкнутая цепь. Это связано с архитектурой подключения схемы. Вывод P диода соединен с вторичной обмоткой трансформатора, а вывод N диода соединен с нагрузочным резистором.

Таким образом, диод проводит положительную половину цикла переменного тока. Пока он не будет проводить в течение отрицательной половины цикла переменного тока. Таким образом, падение напряжения на нагрузочном резисторе появится только для положительной половины переменного тока. Во время отрицательной половины цикла переменного тока мы получим нулевое напряжение постоянного тока.

Определение полноволнового выпрямителя

Полноволновой выпрямитель состоит из двух диодов и одного понижающего трансформатора с центральным ответвлением. P-вывод диодов подключен ко вторичной обмотке трансформатора.N-клеммы обоих диодов подключены к центральной точке ответвления вторичной обмотки, а также к клемме нагрузки.

Когда положительная половина цикла переменного тока проходит через первичную обмотку трансформатора, то из-за взаимной индукции верхняя часть вторичной обмотки становится положительной, а нижняя часть вторичной обмотки становится отрицательной.

Клемма P диода D1 подключена к положительному напряжению, которое заставляет диод работать в области прямого смещения.В то же время диод D2 становится смещенным в обратном направлении из-за отрицательного напряжения внизу вторичной обмотки.

Таким образом, для положительного полупериода переменного тока проводит только диод D1, а диод D2 не проводит. Таким образом, когда отрицательный полупериод переменного тока проходит через первичную обмотку трансформатора, то из-за взаимной индукции верх вторичной обмотки трансформатора становится отрицательным, а нижняя часть вторичной обмотки становится положительной.

Теперь диод D2 будет смещен в прямом направлении, а диод D1 — в обратном.Таким образом, постоянное напряжение будет получено как для положительной половины цикла переменного тока, так и для отрицательной половины цикла переменного тока. Таким образом, это называется полной волной, поскольку она проводится для полного цикла переменного тока.

Ключевые различия между полуволновым и полноволновым выпрямителем

  1. Существенным ключевым различием между полуволновым и двухполупериодным выпрямителями является эффективность. Полупериодный выпрямитель — это низкоэффективный выпрямитель , а двухполупериодный — высокоэффективный выпрямитель .Таким образом, всегда лучше использовать полную волну, когда мы работаем над высокоэффективным приложением.
  2. Центральный ответвитель также отличается однополупериодным и двухполупериодным выпрямителями. Полупериодный выпрямитель не требует центрального отвода вторичной обмотки трансформатора, в то время как двухполупериодный требует центрального отвода вторичной обмотки трансформатора.
  3. Требования к компонентам различаются для полуволнового и полноволнового выпрямителя. Для полной волны требуется больше электронных компонентов по сравнению с полуволновым.Таким образом, двухполупериодный выпрямитель дороже, чем полуволновой. Для полной волны требуется двойных , количество диодов .
  4. Потери из-за насыщения сердечника постоянного тока в полуволновом и двухполупериодном выпрямителях также создают значительную разницу. Полуволна имеет насыщения по постоянному току сердечника, но эту проблему можно преодолеть в двухполупериодной схеме.
  5. Двухполупериодная схема не имеет постоянного насыщения сердечника трансформатора, потому что ток во вторичной обмотке течет в двух половинах вторичной обмотки трансформатора и в противоположных направлениях.

Заключение

Выпрямитель — важный компонент в различных электронных схемах. Это связано с тем, что большинство электронных схем работают на постоянном токе низкого напряжения, и экономичен, подавать питание в виде переменного тока. Таким образом, нам нужно устройство, которое может преобразовывать переменный ток в постоянный. Выпрямитель — это устройство, которое преобразует переменное напряжение в пульсирующее постоянное напряжение .

Пульсирующее напряжение постоянного тока состоит из пульсаций переменного тока и постоянного напряжения. Таким образом, это называется пульсирующим постоянным напряжением.Полупериодный выпрямитель преобразует полупериод переменного тока в пульсирующий постоянный ток, в то время как полная волна преобразует полный цикл в пульсирующий постоянный ток.

Наш выбор полуволнового и двухполупериодного выпрямителей должен основываться на требованиях. Если нам требуется недорогое устройство и если вы можете пойти на компромисс с эффективностью, используйте полуволны. Но если вы работаете над проектированием какой-либо конкретной схемы, которая требует высокоэффективного преобразования переменного тока в постоянный, тогда используйте двухполупериодную форму, учитывая ее сложность и высокую стоимость.

Эксперимент: Полноволновое выпрямление (с использованием мостового выпрямителя)

Название эксперимента: Полноволновое выпрямление (с использованием мостового выпрямителя)

Теория: Выпрямление — это процесс, с помощью которого переменное напряжение преобразуется в постоянное напряжение. Полупроводниковый диод выполняет эту работу эффективно. Существует два типа выпрямителей: полуволновый выпрямитель и двухполупериодный выпрямитель. Ниже описан двухполупериодный выпрямитель.

Мостовое выпрямление — это процесс, при котором переменный ток (a.c.) преобразуется в постоянный ток (d.c.), называется выпрямлением, а схема, которая используется в этой работе, называется выпрямителем. Выпрямители в основном подразделяются на три типа: однополупериодный выпрямитель, двухполупериодный выпрямитель с центральным ответвлением и мостовой выпрямитель. Все эти три выпрямителя имеют общую цель — преобразовать переменный ток (AC) в постоянный ток (DC).

Двухполупериодное выпрямление для обеих половин входа a. c. напряжение тока течет через сопротивление нагрузки в одном направлении.Для одной половины входного напряжения пара диодов становится смещенной в прямом направлении, тогда как другая пара диодов остается смещенной в обратном направлении. Снова за вторую половину. c. входное напряжение: первые два диода смещаются в обратном направлении, а два вторых диода — в прямом. Таким образом, ток течет через нагрузку в одном направлении. Таким образом, в обеих половинах а. c. входное напряжение на нагрузке создается в одном направлении. Это d. c. выход не плавный d. c. но пульсирует d. c. то есть как файл.c. и d. c. компоненты присутствуют на выходе. Чтобы получить чистый d. c. напряжение на выходе сглаживается схемой фильтра.

Аппаратура:

  1. Понижающий трансформатор,
  2. Мостовой выпрямитель,
  3. Конденсатор (330 мкФ или 50 мкФ),
  4. Резистор,
  5. Мультиметр,
  6. Осциллограф,
  7. Соединительные провода и т. Д. Подключение цепи: В соответствии с рисунком ниже выполняется подключение электрической цепи.

    Первичная обмотка трансформатора соединена с a. c. поставка. Две клеммы вторичной катушки соединены с противоположными клеммами PQ мостового выпрямителя. Два других вывода мостового выпрямителя подключены к конденсатору и сопротивлению нагрузки R L .

    Порядок работы:

    1. Согласно рисунку над схемой выполняется подключение. Во время положительного полупериода вторичного напряжения клемма M трансформатора становится положительно заряженной, а клемма N — отрицательно заряженной.В этой ситуации диоды D 1 и D 3 становятся смещенными в прямом направлении, а диоды D 2 и D 4 становятся смещенными в обратном направлении. Так, по MPD 1 BAD 3 QN течет ток, а по R L падает потенциал. Снова во время отрицательного полупериода клемма M становится отрицательно заряженной. Таким образом, по пути NQD 2 BAD 4 PM будет видно, что ток через нагрузку R L всегда течет в одном и том же направлении.
    2. Формы сигналов на входе и выходе наблюдаются с помощью осциллографа.Входные и выходные данные будут представлены на рисунках (а) и (б).
    3. Напряжение на R L измеряется с помощью осциллографа.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *