max Iд =	maxUн	=	U2m	,
	R		R
	н		н

срIд=срIн= 0,318U2m (обтекается током лишь половину периода).

Rн

Обратное напряжение, прикладываемое к диоду,

Uдо = 2U2m.

Последнее соотношение легко находится из схемы 3, в или 3, д. В самом деле, как следует из рис. 3, в, например, анод А диода VD1 здесь оказывается подключенным к катоду К диода VD2, верхняя точка вторичной обмотки трансформатора подключается к катоду К VD2, а нижняя точка вторичной обмотки подключается к аноду А диода VD2. Тем самым к диоду, размыкающему цепь одной из полуобмоток, прикладывается напряжение двух последовательно включенных полуобмоток, т. е. полное напряжение вторичной обмотки, равное 2U2m.

Что касается провода вторичной обмотки трансформатора, то он обтекается тем же током, что и диод, т. е. в течение каждого полупериода, как

ив предыдущем случае, действующий, “греющий”, ток равен I = 0,5I2m. Следовательно, как и в предыдущей схеме, провод трансформатора

здесь используется нерационально. Его сечение приходится выбирать не по среднему значению тока в проводе, фактически обтекающему его, а по большему действующему значению, учитывающему форму тока в обмотке.

Что касается соотношения обратного напряжения на каждом диоде и среднего напряжения на нагрузке, то оно сохраняется и в этой схеме. В самом деле

Uдо	=	2U2m		= π ,
cpUн		2	U2m
		π

т. е. обратное напряжение на диоде приблизительно втрое превосходит среднее напряжение на нагрузке.

Средние значения токов в полуобмотках, создавая встречные и равные потоки Ф1 и Ф2 в нечетные и четные полупериоды соответственно компенсируют друг друга. Подмагничивание сердечника трансформатора тем самым исключается.

Таким образом, в данном выпрямителе сердечник трансформатора используется рационально, провод нерационально, диоды перегружаются обратным напряжением.

1.3. Мостовой двухполупериодный выпрямитель

Схемы мостового двухполупериодного выпрямителя представлены на рис. 4, а и б. Четыре диода образуют мост. Отсюда и название “мостовой”.

9

На одну из диагоналей моста подается выпрямляемое напряжение U2 , к другой подключается сопротивление нагрузки. Положим, что выпрямляемое напряжение и здесь синусоидально (см. рис. 3, б). Тогда, как следует из эквивалентной схемы на рис. 4, в, в нечетные полупериоды выпрямляемого напряжения диоды VD1 и VD3 замыкают соответствующие участки электрической цепи, а диоды VD2 и VD4 размыкают. В результате в нагрузке течет ток от точки 1 к точке 2. При этом в ней выделяются положительные полуволны выпрямляемого напряжения (рис. 4, д).

В четные полупериоды картина меняется на обратную. В этом случае, (рис. 4, г) замыкаются диоды VD2 и VD4, а диоды VD1 и VD3 размыкаются. Ток здесь опять-таки обтекает нагрузку от точки 1 к точке 2, и в этом случае на нагрузке выделяются положительные полуволны выпрямляемого напряжения (рис 4, д).

Следовательно, данный выпрямитель, как и предыдущий, преобразует синусоидальное выпрямляемое напряжение в пульсирующее двухполупериодное.

Токи в нагрузке и напряжения на нагрузке определяются теми же соотношениями, что и в предыдущем случае, т. е.:

maxIн= U2m , срIн= 0,636U2m , maxUн=U2m, срUн=0,636U2m.

Rн Rн

Диоды в этой схеме, как и в предыдущей, проводят ток лишь половину периода выпрямляемого напряжения:

maxIд=maxIн , срIд=0,318maxIн.

Обратное напряжение, наблюдаемое на разомкнутых диодах (рис. 4, в или 4, г) оказывается равным maxUоб=U2m.

Вторичная обмотка трансформатора обтекается током оба полупериода, то есть через нее течет переменный ток с амплитудой maxIн=U2m / Rн .

Действующий ток в обмотке I = 0,707 max Iн. Тем самым он превосходит средний ток нагрузки в 1,1 раза. Следовательно, сечение провода обмоток трансформатора здесь можно выбирать по среднему току нагрузки. Перегрев при этом составит 20%.

Таким образом, в выпрямителе, построенном по рассмотренной схеме, рационально используется медь обмоток, и не перегружаются диоды обратным напряжением.

На рис. 4, е представлено упрощенное изображение мостовой схемы. В ряде технических задач требуются двухполярные выпрямители или

выпрямители со средней точкой для питания операционных усилителей. Схема такого выпрямителя представлена на рис. 5, а, эпюры напряже-

ний на нагрузках – на рис. 5, б, в.

10

а)

U1

в)

е)

а)

U1

Т				б)
+(-)
	VD 4		VD1
U2				U1
-(+)	VD 3		VD 2 Rн	Uн
Т				д)
+	К
		А
U2	А	lн	К
	А	Rн	К
	К	А
-
Т				г)

U2

Т

+(-)

VD 4 VD1

U2		Rн
-(+)	VD 3		VD 2 Rн
Т
-	К
		А
U2	А	lн	К
	А		К
	К	А
+
Uн

н ч н ч

Rн Uн

0

W

Рис. 4

Т

+(-)		б)
U2		Uн
-(+)
+(-)		+
U2	Rн	Uн
-(+)

-

0

W

+в) 0

W

Rн Uн

-

Uн

Рис. 5

11