3.2.2.Двухполупериодные выпрямители.

Схемы выпрямителей с выводом нулевой точки.

Р ис. 3.2,а.Схема двухполупериодного выпрями- теля или выпрямителя с выводом нулевой точки.

б. Временные диаграммы напряжений и токов первичной и вторичной обмоток трансформа- тора, а также сопротивления нагрузки R_н

В двухполупериодном выпрямителе в одной половине периода переменного напряжения ток проходит через диод Д₁, а в течение другой половины периода – через диод Д₂. Трансформатор Тр выполнен с двумя вторич- ными обмотками, имеющими общий вывод. Диоды Д₁и Д₂ работают поочередно благодаря противофазности ЭДС е_2а и е_2b во вторичных обмотках трансформатора. В первый полупе-

б) риод потенциал анода Д₁ положителен, а диода Д₂-отрицателен.Поэтому в цепи диод Д₁-резистор R_н проходит анодный ток i_a1, диод Д₂заперт. В следующий полупериод фазы ЭДС изменяются на 180˚. Диод Д₁ запирается, а диод Д₂открывается и пропускает в нагрузку ток i_a2.Т.о., ток i_dв нагрузке в течение всего периода проходит в одном и том же направлении за счет чередующихся токов i_a1 и i_a2. Этот ток вызывает на нагрузке пульсирующее напряжение U_d.

К запертому вентилю прикладывается обратное напряжение, равное напряжению на вторичной обмотке трансформатора, т.к. анод неработающего диода присоединён к одной фазе, а катод через проводящий диод – к другой. Максимальное значение обратного напряжения равно двойной амплитуде фазного напряжения: U_обр.max = .

Действующее значение токов вторичной обмотки трансформатора:

I₂= =0,5I₀

Расчётную ( типовую ) мощность трансформатора определяем по формуле

Р_тр= ( Р₁+ Р₂) / 2=1,48 U_dI_d= 1,48 P_d

Сравнивая двухполупериодную схему выпрямле­ния с однополупериод- ной, можно сделать следующие выводы: среднее значение тока диода уменьшается в 2 раза при одном и том же токе нагрузки; меньше коэффициент пульсаций, лучше используется трансформатор; обратное напряжение в обоих схемах одинаково. Однако есть и недостатки: необходимость вывода средней точки вторичной обмотки трансфор­матора, а также наличие двух диодов вместо одного.

Мостовая схема выпрямителя.

а) б)

Рис. 3.3. Схема(а) и осциллограммы(б) мостового выпрямителя

Другим вариантом однофазного двухполупериодного выпрямителя являет-ся мостовая схема (рис.3.3,а), состоящая из трансформатора и четырёх диодов, являющихся плечами моста. К одной диагонали моста приложена переменная ЭДС вторичной обмотки трансформатора е₂, во вторую диагональ включена нагрузка R_н.При положительной полуволне ЭДС е₂ток i_2,3, проходит по цепи: т.а с положительным потенциалом –диод Д₂ – резистор R_н –диод Д₃ – т.b с отрицательным потенциалом. Диоды Д₁ и Д₄заперты. Через полпериода (интер-вал π - 2π ) потенциал т.а станет отрицательным, а т.b-положительным. Диоды Д₂ и Д₃ закроются и ток i_1,4 пройдет от т.bчерез диод Д₄, нагрузку R_н и диод Д₁ к т.а. Т.о., ток i_dчерез нагрузку R_нв оба полупериода проходит в одном направле-нии. При этом положительным полюсом мостового выпрямителя является узел связи катодов диодов Д₂, Д₄, а отрицательным – узел связи анодов диодов Д₁, Д_3. Обратное напряжение неработающего вентиля определяется фазным напря-жением одной вторичной обмотки, поэтому максим. значение обратного напряжения в мостовой схеме в два раза меньше:U_oбрmax= √2 E₂ = πU_d/2.