- •1 Электрические и магнитные цепи
- •1.1 Общие сведения об электрических цепях
- •1.1.1 Параметры цепи. Идеализированные пассивные элементы
- •1.1.2 Идеализированные активные элементы цепи
- •1.2 Законы Кирхгофа
- •1.2.1 Преобразование электрических схем
- •1.2.2 Принцип наложения
- •1.3 Метод контурных токов
- •1.3.1 Метод узловых напряжений
- •1.3.2 Метод эквивалентного генератора
- •1.4 Принцип дуальности
- •1.4.1 Баланс мощности
- •1.5 Представление гармонических колебаний
- •1.6 Гармонические колебания в пассивных rlc–цепях
- •1.7 Символический метод расчёта при гармоническом воздействии
- •1.7.1 Мощность в цепях при гармонических воздействиях
- •1.8 Простые колебательные контуры
- •1.8.1 Последовательный колебательный контур и резонанс напряжений
- •1.8.2 Параллельный колебательный контур и резонанс токов
- •1.9 Электрические фильтры
- •1.10 Переходные процессы в цепи rc
- •1.10.1 Операторный метод расчета переходных процессов
- •1.10.2 Расчет переходных процессов операторным методом
- •2 Нелинейные цепи и аппроксимация характеристик нелинейных элементов
- •2.1 Аппроксимация характеристик нелинейных элементов
- •2.1.2 Воздействие гармонического колебания на цепь с нелинейным элементом
- •2.1.3 Воздействие суммы гармонических колебаний
- •Используя тригонометрические формулы, получим:
- •2.2 Явление взаимной индукции
- •2.2.1 Последовательное соединение индуктивно связанных элементов
- •2.2.2 Параллельное соединение индуктивно связанных элементов
- •2.2.3 Методы расчета индуктивно связанных цепей
- •2.3 Трансформатор
- •2.3.1 Трехфазная система. Соединение генератора и нагрузки
- •2.4 Электромагнитные устройства и электрические машины
- •2.4.1 Магнитные усилители
- •2.4.2 Устройство электрических машин постоянного тока
- •2.4.2.1 Принцип работы машины постоянного тока
- •2.4.3 Вращающееся магнитное поле. Принцип работы асинхронного двигателя
- •2.4.4 Синхронный генератор
- •Частота индуцированной эдс (напряжения, тока) синхронного генератора:
- •2.4.5 Синхронный двигатель
- •3 Электронные компоненты
- •3.1 Электропроводность полупроводников
- •3.2 Полупроводниковые диоды и их характеристики
- •3.3 Биполярные транзисторы и их характеристики
- •3.3.1 Принцип действия биполярного транзистора
- •3.3.1.1 Схемы включения бпт и их свойства
- •3.4 Униполярные транзисторы и их характеристики
- •3.4.1 Пт с p-n–переходом
- •3.4.2 Полевые транзисторы мдп (моп)
- •3.4.3 Включение пт
- •3.5 Источники питания
- •3.5.1 Однофазный мостовой выпрямитель
- •3.5.2 Параметрические стабилизаторы напряжения
- •3.5.3 Компенсационные стабилизаторы постоянного напряжения
- •Библиографический список
3.5.1 Однофазный мостовой выпрямитель
Схема выпрямителя дана на рисунке 3.39. Принцип действия выпрямителя рассмотрим, приняв нагрузку выпрямителя чисто активной.
Выходное напряжение ud при чисто активной нагрузке имеет вид однополярных полуволн напряжения u2 (рисунок 3.39, в). Это получается в результате поочередного отпирания диодов Д1, Д2 и Д3, Д4.
При наличии полуволны напряжения u1 отрицательной полярности, полярность напряжения u2 обратная. Под ее воздействием открыты другие два диода, подключающие напряжение u2 к нагрузке с той же полярностью, что и на предыдущем интервале (рисунок 3.39, а, б). Ввиду идентичности кривых ud для выпрямителя мостовой схемы действительны соотношения между выпрямленным напряжением Ud и действующим значением напряжения U2 и соотношения, характеризующие гармонический состав и коэффициент пульсации qn выходного напряжения.
. (3.16)
Рисунок 3.39 – Мостовой выпрямитель
Коэффициент пульсаций отражает отношение амплитуды n-й гармоники пульсации к среднему значению напряжения Ud. Его (q1) обычно определяют по амплитуде первой гармоники пульсации как наибольшей и труднофильтруемой.
, (3.17)
где m – эквивалентное число фаз выпрямления (для схемы m = 2 и q1 = 0,67). Для схемы амплитуда первой гармоники пульсации составляет 67 % от Ud.
Поскольку ток Id = Ud/Rн распределяется поровну между парами диодов, ток Ia каждого диода в рассматриваемой схеме также находят из соотношения: Ia = Id/2 . Обратное напряжение прикладывается одновременно к двум непроводящим диодам на интервале проводимости двух других диодов. Максимальное обратное напряжение определяется амплитудным значением напряжения u2:
uобр = (2)1/2u2 = (p/2)Ud . (3.18)
Выражение для действующего значения тока I2 обусловлено тем, что ток i2 синусоидальный, а не пульсирующий:
I2 = U2/Rн = [p/(2×21/2)]Ud/Rн = [p/(2×21/2)]Id . (3.19)
Ток I1 связан с токами I2 и Id соотношением:
I1 = I2/n = [p/(2×21/2)]Id/n ; n = U1/U2 - коэффициент трансформации. (3.20)
Расчётные мощности обмоток одинаковы: S1 = S2 = Sт = 1,23Pd (Pd – мощность на диоде).
Таким образом, преимуществами мостовой схемы выпрямителя являются более простой трансформатор, содержащий только одну вторичную обмотку, и меньшее обратное напряжение, на которое следует выбирать диоды. Указанные преимущества компенсируют недостаток схемы, заключающийся в большем числе диодов.
Анализ принципа действия и режимов работы маломощных выпрямителей однофазного тока проводился в предположении, что активные сопротивления обмоток трансформатора, подводящих проводов, сглаживающего дросселя, а также падения напряжения на диодах равны нулю. В связи с этим приведенные соотношения следует считать приближенными для реальных схем, поскольку вследствие падений напряжения на элементах от протекания токов реальное среднее значение выпрямленного напряжения Ud получается меньше и уменьшается с ростом тока нагрузки Id.
Анализ принципа действия и режимов работы маломощных выпрямителей однофазного тока проводился в предположении, что активные сопротивления обмоток трансформатора, подводящих проводов, сглаживающего дросселя, а также падения напряжения на диодах равны нулю. В связи с этим приведенные соотношения следует считать приближенными для реальных схем, поскольку вследствие падений напряжения на элементах от протекания токов реальное среднее значение выпрямленного напряжения Ud получается меньше и уменьшается с ростом тока нагрузки Id. Это явление отражает внешняя характеристика выпрямителя – зависимость Ud = F(Id).