2)Свойства полупроводниковых вентилей, их групповое включение.

Одной из существенных характеристик вентиля является емкость p-n перехода, которая проявляется при работе на высоких частотах. Емкость перехода является переменной величиной, зависящей от величины приложенного к нему напряжения. Максимальная величина емкости p-n перехода наблюдается вблизи нуля напряжения. При прямом смещении перехода его емкость практически не проявляется вследствие шунтирования малым прямым сопротивлением. При небольших обратных напряжениях емкость перехода может достигать десятков и сотен пикофарад. В специальных высокочастотных и импульсных диодах принимаются меры к уменьшению емкости перехода. При использовании вентилей в преобразовательной технике больших мощностей и высоких напряжений часто возникает необходимость в групповом включении вентилей (последовательном или параллельном) для получения требуемой пропускной способности по току или необходимого рабочего напряжения.

Например, два вентиля, включенные параллельно, находятся под действием общей разности потенциалов Uvd. При этом, даже небольшая разница в виде вольтамперных характеристик может привести к весьма значительной разнице в пропускаемых через диоды токах Ivd1 и Ivd2. Неравномерная токовая нагрузка вентилей может привести к выходу из строя одного из них, что недопустимо. Для преодоления этой проблемы можно рекомендовать закладывать в характеристики выбираемых вентилей определенный коэффициент запаса по предельному прямому току (30-50%) или включать последовательно с каждым вентилем резистор с сопротивлением, равным или несколько большим, чем прямое сопротивление вентиля. Сходная проблема возникает при последовательном включении вентилей, которое часто используется в высоковольтной аппаратуре. При приложении к последовательно включенным вентилям запирающего (обратного) напряжения, его распределение по отдельным вентилям определяется величинами обратных сопротивлений вентилей и конструктивными емкостями Ск выпрямительной сборки (так называемые «паразитные» емкости на землю). Схема замещения высоковольтного вентиля представлена на рис. 7. Обратные сопротивления могут достаточно сильно варьироваться даже в пределах одной партии, а также из за неравномерного нагрева вентилей. Влияние конструктивных емкостей может быть охарактеризовано величиной постоянной времени процесса их перезарядки RобрСк . Это означает, что конструктивные емкости могут значительно искажать распределение напряжения по цепи последовательно включенных диодов. Традиционно применяемым в таких случаях техническим решением является установка параллельно диодам дополнительных конденсаторов Сd, емкость которых выбирается из условия Cd/n ≥ 3Ck n, где n – число последовательно включенных конденсаторов (обычно Сd имеет величину несколько нанофарад).

3) Неуправляемый выпрямитель: схема со средней точкой, мостовой выпрямитель.

В частном случае однополупериодного выпрямления синусоидального напряжения величина среднего напряжения определяется как U _m\ π , а действующее значение - U _m \2. Качество выпрямления напряжения принято характеризовать коэффициентом формы Кф, равным отношению действующего значения напряжения к среднему. Выпрямитель со средней точкой. Название схемы связано с использованием в трансформаторе двух вторичных обмоток, включенных противофазно и имеющих общую точку. Вентили пропускают ток поочередно в зависимости от того, вывод какой из обмоток имеет в данный момент напряжение, являющееся открывающим для вентиля. Обратим внимание на то, что амплитуда обратного напряжения на вентилях равна удвоенной амплитуде напряжения на выходе трансформатора. В данной схеме отсутствует эффект подмагничивания сердечника, так как магнитодвижущие силы вторичных обмоток, работающих поочередно, направлены в противоположные стороны Достоинством схемы является малое количество используемых вентилей, недостатком - повышенная величина обратного напряжения на вентилях. Мостовая схема Другой широко применяемой схемой двухполупериодного выпрямителя является так называемая мостовая схема. В зависимости от полярности текущего значения напряжения на вторичной обмотке трансформатора ток протекает либо через пару вентилей VD1-VD4 либо через VD2-VD3. Параметры выпрямленного напряжения аналогичны ранее рассмотренному случаю, амплитуда обратного напряжения вентилей равна амплитуде вторичного напряжения трансформатора.