Выпрямитель мостовой схема – принцип работы, схемы и т.д.

принцип работы, схемы и т.д.

Мостовой выпрямитель — устройство или контур, проводящее ток в течение обеих половин цикла переменного тока. Поскольку мостовой выпрямитель использует всё вторичное напряжение, на выходе напряжение в два раза больше чем у двухполупериодного выпрямителя.

Схема мостового выпрямителя

Обратите внимание на основы электричества и на приборы электроники.

Принцип действия мостового выпрямителя

Мостовой выпрямитель состоит из четырёх диодов, соединённых в форме «моста», причём вторичная обмотка трансформатора соединяется через противоположные углы «моста», а сопротивление нагрузки соединяется через другие два угла. Выходное напряжение мостового выпрямителя в два раза больше, чем у двухполупериодного выпрямителя, поскольку через «мост» протекает воздействие всего напряжения вторичной обмотки.

В течение первой половины цикла переменного тока, ток протекает от отрицательной стороны вторичной обмотки через диод D1, через сопротивление нагрузки RL, через диод D3, к положительной стороне вторичной обмотки. Этот ток через RL представляет собой положительную полуволну.

Путь тока через мостовой выпрямитель в течение первой половины цикла переменного тока

В течение второй половины цикла переменного тока, ток протекает от отрицательной стороны вторичной обмотки через диод D4, через сопротивление нагрузки RL, через диод D2, к положительной стороне вторичной обмотки. Этот ток через RL представляет собой положительную полуволну.

Путь тока через мостовой выпрямитель в течение второй половины цикла переменного токаСравнение формы кривой выходного сигнала мостового выпрямителя и двухполупериодного выпрямителя

kipiavp.ru

принцип действия, обозначения на схеме, проверка исправности

Почти вся электронная аппаратура для своей работы требует определённую величину постоянного напряжения. В электрический сети передаётся синусоидальный сигнал с частотой 50 Гц. Для преобразования сигнала используется свойство полупроводниковых элементов пропускать ток только в одном направлении, а в другом блокировать его прохождение. В качестве преобразователя применяется схема диодного моста, позволяющая получать на выходе сигнал постоянной величины.

Физические свойства p-n перехода

Главным элементом, использующимся при создании выпрямительного узла, является диод. В основе его работы лежит электронно-дырочный переход (p-n).

Общепринятое определение гласит: p-n переход — это область пространства, находящаяся на границе соединения двух полупроводников разного типа. В этом пространстве образуется переход n-типа в p-тип. Значение проводимости зависит от атомного строения материала, а именно от того, насколько прочно атомы удерживают электроны. Атомы в полупроводниках располагаются в виде решётки, а электроны привязаны к ним электрохимическими силами. Сам по себе такой материал является диэлектриком. Он или плохо проводит ток, или не проводит его совсем. Но если в решётку добавить атомы определённых элементов (легирование), физические свойства такого материала кардинально изменяются.

Примешанные атомы начинают образовывать, в зависимости от своей природы, свободные электроны или дырки. Образованный избыток электронов формирует отрицательный заряд, а дырок — положительный.

Избыток заряда одного знака заставляет носителей отталкиваться друг от друга, в то время как область с противоположным зарядом стремится притянуть их к себе. Электрон, перемещаясь, занимает свободное место, дырку. При этом на его старом месте также образовывается дырка. В результате чего создаётся два потока движения зарядов: один основной, а другой обратный. Материал с отрицательным зарядом в качестве основных носителей использует электроны, его называют полупроводником n-типа, а с положительным зарядом, использующим дырки, p-типа. В полупроводниках обоих типов неосновные заряды образуют ток, обратный движению основных зарядов.

В радиоэлектронике из материалов для создания p-n перехода используется германий и кремний. При легировании кристаллов этих веществ образуется полупроводник с различной проводимостью. Например, введение бора приводит к появлению свободных дырок и образованию p-типа проводимости. Добавление фосфора, наоборот, создаст электроны, и полупроводник станет n-типа.

Принцип работы диода

Диод — это полупроводниковый прибор, имеющий малое сопротивление для тока в одном направлении, и препятствующий его прохождению в обратном. Физически диод состоит из одного p-n перехода. Конструктивно представляет собой элемент, содержащий два вывода. Вывод, подключённый к p-области, называется анодом, а соединённый с n-областью — катодом.

При работе диода существует три его состояния:

  • сигнал на выводах отсутствует;
  • он находится под действием прямого потенциала;
  • он находится под действием обратного потенциала.

Прямым потенциалом называется такой сигнал, когда плюсовой полюс источника питания подключён к области p-типа полупроводника, другими словами, полярность внешнего напряжения совпадает с полярностью основных носителей. При обратном потенциале отрицательный полюс подключён к p-области, а положительный к n.

В области соединения материала n- и p-типа существует потенциальный барьер. Он образуется контактной разностью потенциалов и находится в уравновешенном состоянии. Высота барьера не превышает десятые доли вольта и препятствует продвижению носителей заряда вглубь материала.

Если к прибору подключено прямое напряжение, то величина потенциального барьера уменьшается и он практически не оказывает сопротивление протеканию тока. Его величина возрастает и зависит только сопротивления p- и n- области. При прикладывании обратного потенциала, величина барьера увеличивается, так как из n-области уходят электроны, а из p-области дырки. Слои обедняются и сопротивление барьера прохождению тока возрастает.

Основным показателем элемента является вольт-амперная характеристика. Она показывает зависимость между приложенным к нему потенциалом и током, протекающим через него. Представляется эта характеристика в виде графика, на котором указывается прямой и обратный ток.

Схема простого выпрямителя

Синусоидальное напряжение представляет собой периодический сигнал, изменяющийся во времени. С математической точки зрения он описывается функцией, в которой начало координат соответствует времени равным нулю. Сигнал состоит из двух полуволн. Находящаяся полуволна в верхней части координат относительно нуля называется положительным полупериодом, а в нижней части — отрицательным.

При подаче переменного напряжения на диод через подключённую к его выводам нагрузку, начинает протекать ток. Этот ток обусловлен тем, что в момент поступления положительного полупериода входного сигнала диод открывается. В этом случае к аноду прикладывается положительный потенциал, а к катоду отрицательный. При смене волны на отрицательный полупериод диод запирается, так как меняется полярность сигнала на его выводах.

Таким образом, получается, что диод как бы отрезает отрицательную полуволну, не пропуская её на нагрузку и на ней появляется пульсирующий ток только одной полярности. В зависимости от частоты приложенного напряжения, а для промышленных сетей она составляет 50 Гц, изменяется и расстояние между импульсами. Такого вида ток называется выпрямленным, а сам процесс —однополупериодным выпрямлением.

Выпрямляя сигнал, используя один диод, можно питать нагрузку, не предъявляющую особых требований к качеству напряжения. Например, нить накала. Но если запитать, например, приёмник, то появится низкочастотный гул, источником которого и будет промежуток, возникающий между импульсами. В некоторой мере для избавления от недостатков однополупериодного выпрямления совместно с диодом применяется параллельно включённый нагрузке конденсатор. Этот конденсатор будет заряжаться при поступлении импульсов и разряжаться при их отсутствии на нагрузку. А значит, чем больше значение ёмкости конденсатора, тем ток на нагрузке будет более сглажен.

Но наибольшего качества сигнала возможно достичь, если использовать для выпрямления одновременно две полуволны. Устройство, позволяющее это реализовать, получило название диодный мост, или по-другому — выпрямительный.

Диодный мост

Такое устройство представляет собой электрический прибор, служащий для преобразования переменного тока в постоянный. Словосочетание «диодный мост» образуется из слова «диод», что предполагает использование в нём диодов. Схема диодного моста выпрямителя зависит от сети переменного тока, к которой он подключается. Сеть может быть:

  • однофазной;
  • трёхфазной.

В зависимости от этого и выпрямительный мост называется мостом Гретца или выпрямителем Ларионова. В первом случае используется четыре диода, а во втором прибор собирается уже на шести.

Первая схема выпрямительного прибора собиралась на радиолампах и считалась сложным и дорогим решением. Но с развитием полупроводниковой техники диодный мост полностью вытеснил альтернативные способы выпрямления сигнала. Вместо диодов редко, но ещё применяются селеновые столбы.

Конструкции и характеристики прибора

Конструктивно выпрямительный мост выполняется из набора отдельных диодов или литого корпуса, имеющего четыре вывода. Корпус может быть плоского или цилиндрического вида. По принятому стандарту, значками на корпусе прибора отмечаются выводы подключения переменного напряжения и выходного постоянного сигнала. Выпрямители, имеющие корпус с отверстием, предназначены для крепления на радиатор. Основными характеристиками выпрямительного моста являются:

  1. Наибольшее прямое напряжение. Это максимальная величина, при которой параметры прибора не выходят за границы допустимых.
  2. Наибольшее допустимое обратное напряжение. Это максимальное импульсное напряжение, при котором мост длительно и надёжно работает.
  3. Наибольший рабочий ток выпрямления. Обозначает средний ток, протекающий через мост.
  4. Максимальная частота. Частота подаваемого на мост напряжения, при которой прибор работает эффективно и не превышает допустимый нагрев.

Превышение значений характеристик выпрямителя приводит к резкому сокращению срока его службы или пробою p-n переходов. Необходимо отметить такой момент, что все параметры диодов указываются для температуры окружающей среды 20 градусов. К недостаткам применения мостовой схемы выпрямления относят большее падение напряжения, по сравнению с однополупериодной схемой, и более низкое значение коэффициента полезного действия. Для уменьшения величины потерь и снижения нагрева мосты часто изготавливают с применением быстрых диодов Шотки.

Схема подключения устройства

На электрических схемах и печатных платах диодный выпрямитель обозначается в виде значка диода или латинскими буквами. Если выпрямитель собран из отдельных диодов, то рядом с каждым ставится обозначение VD и цифра, обозначающая порядковый номер диода в схеме. Редко используются надписи VDS или BD.

Диодный выпрямитель может подключаться напрямую к сети 220 вольт или после понижающего трансформатора, но схема включения его остаётся неизменной.

При поступлении сигнала в каждом из полупериодов ток сможет протекать только через свою пару диодов, а противоположная пара будет для него заперта. Для положительного полупериода открытыми будут VD2 и VD3, а для отрицательного VD1 и VD4. В итоге на выходе получится постоянный сигнал, но его частота пульсации будет увеличена в два раза. Для того чтобы уменьшить пульсацию выходного сигнала, используется, как и в случае с одним диодом, параллельное включение конденсатора С1. Такой конденсатор ещё называют сглаживающим.

Но случается так, что диодный мост ставится не только в переменную сеть, но и подключается в уже выпрямленную. Для чего нужен диодный мост в такой цепи, станет понятно, если обратить внимание в каких схемах используется такое его включение. Эти схемы связаны с использованием чувствительных радиоэлементов к переполюсовке питания. Использование моста позволяет осуществить простую, но эффективную защиту «от дурака». В случае ошибочного подключения полярности питания радиоэлементы, установленные за мостом, не выйдут из строя.

Проверка на работоспособность

Такой тип электронного прибора можно проверить, не выпаивая из схемы, так как в конструкциях устройств никакое его шунтирование не используется. В случае выпрямителя, собранного из диодов, проверяется каждый диод в отдельности. А в случае с монолитным корпусом измерения проводятся на всех четырёх его выводах.

Суть проверки сводится к прозвонке мультиметром диодов на короткое замыкание. Для этого выполняются следующие действия:

  1. Мультиметр переключается в режим позвонки диодов или сопротивления.
  2. Штекер одного провода (чёрного) вставляется в общее гнездо тестера, а второго (красного) в гнездо проверки сопротивления.
  3. Щупом, подключённым чёрным проводом, дотроньтесь до первой ножки, а щупом красного провода до третьего вывода. Тестер должен показать бесконечность, а если поменять полярность проводов, то мультиметр покажет сопротивление перехода.
  4. Минус тестера подается на четвёртую ногу, а плюс на третью. Мультиметр покажет сопротивление, при смене полярности бесконечность.
  5. Минус на первую ногу, плюс на вторую. Тестер покажет открытый переход, при смене – закрытый.

Такие показания тестера говорят об исправности выпрямителя. В случае отсутствия мультиметра можно воспользоваться обычным вольтметром. Но при этом придётся подать питание на схему и замерить напряжение на сглаживающем конденсаторе. Его величина должна превышать входное в 1,4 раза.


tokar.guru

ТРЕХФАЗНЫЙ МОСТОВОЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ

ТРЕХФАЗНЫЙ МОСТОВОЙ
УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ

Такие УВ наиболее
широко распространены в области средних
и больших мощностей, что связано с их
высокими энергетическими и эксплуатационными
характеристиками. Вентили схемы (рис.
4) образуют две группы: катодную (VD1,
VD3,
VD5)
и анодную,
и нагрузка оказывается подключенной к
двум фазам вторичной обмотки трансформатора.
Можно также считать, что нагрузка
получает питание от двух последовательно
включенных нулевых трехфазных схем
выпрямления.

Особенностью схемы
управления таким УВ является то, что
она должна обеспечивать подачу сигналов
управления при включении схемы, а также
в некоторых других случаях — одновременно
на два тиристора из разных групп.
Приработа
УВ на активную и индуктивную нагрузку
одинакова

и полностью
совпадает с режимом неуправляемого
выпрямителя; приимеют место различия.

На рис. 5 показаны
диаграммы работы трехфазного мостового
УВ на активную
нагрузку при.
Как видно из диаграмм, при

кривыенепрерывны
(уголотсчитывается
от точки пересечения

фазных напряжений).
По мере увеличениязначенияуменьшаются
по закону

где

Рис. 4. Трехфазный
мостовой УВ

Рис. 5. Диаграммы
работы трехфазного мостового УВ на
активную нагрузку

при различных
углах регулирования

Уголявляется
критическим и при дальнейшем его
увеличении в

кривыхипоявляются
паузы, т. е. наступает режим работы УВ спрерывистым выпрямленным током (при
активной нагрузке!). Для обеспечения
этого режима на управляющие электроды
тиристоров следует подавать либо
сдвоенные импульсы с интервалом,
либо удлиненные шириной не менее(показано
на диаграмме для).
Например, для

того чтобы открыть
тиристор VD1
в моменти
обеспечить цепь тока, необходимо подать
такой же сигнал наVD6.
После того
как разность мгновенных напряженийстанет
равной нулю,
оба тиристора

закроются, а в
момент времени t3
должен
вступить в работу VD2,
который
откроется
только при наличии повторного управляющего
сигнала на VD1
или
при
длительности его более

Для режима
прерывистых токов

При работе
трехфазного мостового УВ на индуктивную
нагрузку режим работы существенно
изменяется (рис. 6). Так, ток в нагрузке
остается (при данном)
неизменным, каждый тиристор работает
1/3 периода, но переход тока с одного
тиристора на другой происходит не в
момент равенства фазных напряжений, а
со сдвигом на угол а.Токи во вторичных,a
следовательно, и в первичных обмотках
представляют собой прямоугольные
импульсы длительностью 1/3 периода одного
и столько же другого направления. Сигналы
управления подаются на тиристоры в
соответствии с графиком 6, б, но при
запуске схемы необходимо выполнить
условие одновременной подачи сигнала
на оба тиристора. С увеличениемуменьшаются средние значенияно
припереходс
кривой

одного линейного
напряжения на кривую другого происходит
в пределах положительной полярности
участков этих линейных напряжений,
поэтому кривыеи
его среднее значение одинаковы при
активной и индуктивной нагрузках.

Рис.
6. Диаграмма работы трехфазного мостового
УВ на индуктивную нагрузку.

При
в
кривой(на
рис. 7, показаны кривые линейных
напряжений, так как именно они формируют
напряжение на нагрузке) появляются
участки с отрицательным напряжением,
происходит более интенсивное
снижениеПриэти
площадки равны между собой и

. Поэтому для
индуктивной нагрузки,
а регулировочная характеристика
трехфазной мостовой схемы имеет вид,
показанный на рис. 8 (кривая а).

Рис. 7. Диаграммы
работы трехфазного мостового УВ при
различных углах

регулирования

Рис. 8. Регулировочные
характеристики трехфазного УВ

На диаграмме (рис.
6, г) показан график изменения прямого
и обратного напряжения на одном из
вентилей. Эти напряжения не могут
превышать,
т.е. определяются линейным напряжением
вторичной

обмотки трансформатора.
Следует отметить, что в принципе данная
схема может применяться без специального
трансформатора, получая питание
непосредственно от сети.

При
работа
схемы возможна, но уже в инверторном
режиме,

когда происходит
преобразование энергии источника
постоянного тока,

studfiles.net

Базовые схемы выпрямителей

Базовые схемы выпрямителей

Однополупериодный выпрямитель с емкостной нагрузкой
Может быть рекомендован для использования только в устройствах с малым током нагрузки, так как постоянная составляющая тока в обмотке трансформатора снижает КПД. Если величина тока Ir дана в миллиамперах, а напряжение пульсаций Uo — в вольтах (двойная амплитуда), то емкость С (в микрофарадах) равна 15 Ir / U. Форма пульсаций в принципе идентична для всех выпрямителей с емкостным фильтром.

Трехфазный выпрямитель с одной обмоткой на фазу

Рис. 2: Uпик= 0,82 Еэфф, коэффициент пульсаций 17,7%, частота пульсаций 3f. Рис. 3: Uпик=1,412 Еэфф, коэффициент пульсаций 4%, частота пульсаций 6f.

Двухполупериодный выпрямитель
Рекомендован для использования в низковольтных устройствах, так как падение напряжения на диодах меньше, чем у мостового выпрямителя. Значение тока Ir действительно при непрерывном режиме функционирования. Максимальное
значение тока Irm допустимо в продолжение 60 с, если при этом среднее значение тока нагрузки остается ниже Ir.

Двухполупериодный мостовой выпрямитель
Рекомендован для использования в устройствах со средним и большим током потребления. Значение тока Ir действительно при непрерывном режиме работы. Максимальное значение тока Irm допустимо в течение 60 с, если при этом среднее значение выходного тока остается ниже Ir.

Двухполярный двухполупериодный выпрямитель
Используется в двухполярных источниках питания. Четыре дискретных диода можно заменить мостовым выпрямителем.

Удвоитель напряжения Латура-Делона-Гренашера

Рис. 7: асимметричный источник питания. Рис. 8: симметричный источник питания.

Диоды должны выдерживать напряжение до 3 Ui (имеется в виду эффективное значение Ui), а конденсаторы — 1,5 Ui, причем их емкость определяется соотношением: С (мкФ) — 100 I2 (мА) / Ui (В). Трансформатор должен обеспечивать 5 I2.

Трехфазный выпрямитель с двумя обмотками на фазу

Рис. 9 (шестифазная схема): Uпик= 0,82 Еэфф, коэффициент пульсаций 4%, частота пульсаций 6 f.
Рис. 10 (двенадцатифазная схема): Uпик = 1,412 Еэфф, коэффициент пульсаций 2%, частота пульсаций 12 f

Удвоитель напряжения Шенкеля-Вилларда (Вийяра)

Рис. 11: асимметричный источник питания. Рис. 12: симметричный удвоитель напряжения.
Диоды должны выдерживать напряжение до 3 Ui (имеется в виду эффективное значение Ui), конденсатор С1 — 1,5 Ui, конденсатор С2 — в два раза больше. Емкость определяется из соотношения: С (мкФ) = 100 I2 (мА) / Ui (В). Трансформатор должен обеспечивать 5 I2.

Дополнительный маломощный выход

Подключение, удвоителя напряжения к двухполупериодному со средней точкой или двухполупериодному мостовому выпрямителю позволяет получить основное выходное напряжение U и дополнительное выходное напряжение Ua х 2 Up . Данную схему рекомендуется использовать только тогда, когда I

Умножитель напряжения Латура-Делона-Гренашера

Для примера показаны четыре секции, но их число может быть увеличено. Диоды должны выдерживать 3 Еэфф, конденсатор С1 — 1,5 Еэфф, последующие — в два раза больше. Емкость определяется из соотношения: С (мкФ) = 100 I2 (мА) / Ui (В). Трансформатор обязан обеспечивать 5 I2.

Источник высокого напряжения на обычных трансформаторах

За трансформатором Tpl, обеспечивающим 2×12 В, последовательно включены два повышающих трансформатора Тр2, ТрЗ (с 9 до 220 В), за которыми стоят удвоители напряжения, позволяющие получить разность потенциалов в 1,2 кВ. Дополнительно данная схема выдает 2×18 В для питания, например, операционных усилителей.

Умножитель напряжения Шенкеля-Вилларда (Вийяра)

Для примера показаны пять секций, но их число может быть увеличено. Величина выходного сопротивления меньше, чем в предыдущей схеме, однако необходимо применение конденсаторов с рабочими напряжениями 1,5 Uэфф для С1 и U2 для Сn.

Гибридный умножитель напряжения

Схема обеспечивает снижение выходного сопротивления за счет расположения конденсаторов так, что переменное напряжение на них имеет большую, чем обычно, величину. Пропорциональное возрастание разности потенциалов подразумевает использование конденсаторов с соответствующими рабочими напряжениями.

Симметричный умножитель напряжения

Сочетание двух удвоителей напряжения, каждый их которых имеет четыре секции, обеспечивает меньшее выходное сопротивление, чем в случае применения схемы Латура-Делона-Гренашера, использующей восемь секций.

Умножитель напряжения большой мощности

В умножителях напряжения, использующих принцип двухполупериодного выпрямления, пульсации значительно снижены, а выходное сопротивление в четыре раза меньше, чем в случае однополупе-риодного умножителя.

Получение трёх напряжений от двух обмоток

Схема сочетает двухполупериодный выпрямитель (конденсатор С2 заряжается через диоды D2 и D3) с двумя однополупериодными (D1C1 и D4C3). Такая схема сводит к минимуму мощность, рассеиваемую на стабилизаторах.

tehnodoka.ru

Принцип работы двухполупериодного мостового выпрямителя при работе на активную нагрузку




⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 4Следующая ⇒

Мостовая схема двухполупериодного мостового выпрямителя состоит из трансформатора и четырех диодов, собранных по мостовой схеме.

Одна из диагоналей моста соединена с выводами вторичной обмотки трансформатора, вторая диагональ – с нагрузкой Rн. Одним полюсом сопротивления нагрузки является общая точка соединения катодов вентилей, другим – точка соединения анодов.

Схема (а) и временные диаграммы (б) однополупериодного мостового выпрямителя приведены на рис.3.

Рис.3.3. Схема (а) и временные диаграммы (б) двухполупериодного мостового выпрямителя

В интервале времени 0 – Т/2 полярность напряжения на вторичной обмотке трансформатора – точка а = +, точка б = 0. Напряжение на анодах диодов VD2 и VD3 больше напряжения на катодах – диоды VD2 и VD3 открыты, прямое напряжение на каждом из диодов равно соответственно uD2пр и uD3пр. К сопротивлению нагрузки RН приложено напряжение равное по величине uн= u2(uD2пр+ uD3пр) и совпадающее по форме с напряжением вторичной трансформатора u2. Через сопротивление нагрузки протекает ток iаб = iН.

В тоже самое время напряжение на анодах диодов VD1 и VD4 меньше напряжения катодов, – диоды VD1 и VD4 закрыты. Обратное напряжение диодов равно соответственно uD1обр = u2 uD3пр; uD4обр = u2— uD2пр.

В интервале времени Т/2 — Т. полярность напряжения на вторичной обмотке трансформатора – точка а = -, точка б = 0. Напряжение на анодах диодов VD1 и VD4 больше напряжения на катодах – диоды VD1 и VD4 открыты, прямое напряжение на каждом из диодов равно соответственно uD1пр и uD4пр. К сопротивлению нагрузки RН приложено напряжение равное по величине uн= u2(uD1пр+ uD4пр) и совпадающее по форме с напряжением вторичной трансформатора u2. Через сопротивление нагрузки протекает ток iба = iН.

В тоже самое время напряжение на анодах диодов VD2 и VD3 меньше напряжения катодов, – диоды VD2 и VD3 закрыты. Обратное напряжение на каждом из диодов равно соответственно uD2обр = u2 uD4пр; uD3обр = u2— uD1пр.

Основные параметры, показатели и характеристики однофазных полупроводниковых выпрямителей

 


Достоинства и недостатки однофазных выпрямителей.

Однополупериодный выпрямитель.

Достоинства: Простота и дешевизна конструкции

Недостатки: Высокий уровень пульсации выпрямленного напряжения, низкий КПД, 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.

Двухполупериодный выпрямитель с нулевым выводом.

Достоинства: Схема выпрямителя имеет в 2 раза меньше пульсации по сравнению с однополупериодной схемой выпрямления.

Недостатки: Более сложная конструкция трансформатора и нерациональное использование в трансформаторе меди и стали.

Двухполупериодный мостовой выпрямитель.

Достоинства: По сравнению с однополупериодной схемой мостовая схема имеет в 2 раза меньший уровень пульсаций, более высокий КПД, более рациональное использование трансформатора и уменьшение его расчетной мощности. По сравнению с двухполупериодной схемой мостовая имеет более простую конструкцию трансформатора при таком же уровне пульсаций. Обратное напряжение вентилей может быть значительно ниже, чем в первых двух схемах.

Недостатки: Увеличение числа вентилей и необходимость шунтирования вентилей для выравнивания обратного напряжения на каждом из них.

Вопросы к экзамену:

8. Принцип работы однополупериодного выпрямителя?



9. Принцип работы двухполупериодного выпрямителя с нулевым выводом?

10. Принцип работы двухполупериодного мостового выпрямителя?

 



Рекомендуемые страницы:

lektsia.com

Работа трехфазного мостового выпрямителя: принцип, схемы, характеристики

Рассматриваемый выпрямитель (рис. 4.26) широко используется в устройствах большой мощности.

Опишем работу выпрямителя при подключении его к активной (рис. 4.26, а) и активноиндуктивной (рис. 4.26, б) нагрузке. Изучаемый выпрямитель подобен рассмотренному однофазному мостовому, но получает питание от трехфазного источника напряжения, содержит 6 тиристоров, представляет собой достаточно сложную систему и вследствие этого более труден для анализа.

Так как тиристоры Th Т2 и Т3 соединены катодами, принято говорить, что они составляют катодную группу тиристоров. Тиоисторы 74, Т5 и Г6, соединенные анодами, составляют анодную группу.

В однофазном мостовом выпрямителе каждый тиристор может проводить ток в паре с единственным тиристором и таких пар всего две. В трехфазном мостовом выпрямителе каждый тиристор может проводить ток в паре с одним из двух тиристоров противоположной группы. К примеру, тиристор Г, может проводить ток или в паре с тиристором Г5, или в паре с тиристором Г6. Вследствие этого имеется 6 пар тиристоров, совместно проводящих ток нагрузки.

Основная трудность при анализе выпрямителя состоит в том, чтобы определить, какая пара тиристоров находится во включенном состоянии или может в нем находиться (т. е. может быть включена импульсами управления). Подобные проблемы типичны для всех электронных устройств, содержащих нелинейные и, в частности, работающие в ключевом режиме элементы. При анализе таких устройств очень полезно выявить их характерные особенности, сужающие круг возможных сочетаний режимов работы элементов и упрощающие определение токов и напряжений.

Укажем такие особенности для рассматриваемой схемы.

— Не могут быть включены два тиристора одной группы (так как их проводящее состояние обеспечило бы протекание под действием соответствующего линейного напряжения очень большого обратного тока одного из тиристоров, что невозможно для исправного прибора).
— Если имеется пара включенных тиристоров, то напряжение ивых равно определенному линейному напряжению, причем возможны 6 вариантов:

Например, при включенных тиристорах Г, и Т5 ивых = = иаЬ а при включенных тиристорах Т4 и Т2 ивых = — иаЬ

Пусть в некоторый момент времени при включенной одной паре тиристоров ивых = и{ Тогда не может быть включена другая пара, для которой ивых = и2ии2< и{ (иначе это соответствовалооы включению тиристора, находящегося под обратным напряжением, что невозможно). Отсюда следует, что в рассматриваемой схеме исключено скачкообразное уменьшение напряжения ивых (ордината точки временной диаграммы напряжения ивых не может совершать скачки вниз). Но скачкообразное увеличение напряжения ивых вполне возможно.

Второе следствие этой особенности рассматриваемого выпрямителя состоит в том, что в случае, когда все тиристоры непрерывно получают импульсы управления (и таким образом выполняют функции диодов), в некоторый момент времени во включенном состоянии будет находиться та пара приборов, которая обеспечит наибольшее значение напряжения ивых (иначе, по крайней мере, на одном тиристоре этой пары создавалось бы существенное прямое напряжение).

Если тиристоры работают в режиме диодов (или если анализируется неуправляемый трехфазный мостовой выпрямитель, кратко рассмотренный выше), для выявления включенных в заданный момент времени приборов достаточно:

  1. по временным диаграммам выбрать из трех (uab, иЬс, иса) одно линейное напряжение, имеющее максимальное по модулю значение;
  2. выделить в трехфазной схеме однофазную мостовую, питающуюся выбранным напряжением;
  3. определить два прибора (из четырех), которые открываются выбранным напряжением.

Пример использования алгоритма.

Работа выпрямителя на активную нагрузку при нулевом угле управления. В рассматриваемом случае тиристоры выполняют функции диодов (и результаты анализа применимы также к неуправляемому выпрямителю). Рассмотрим временные диаграммы (рис. 4.27), характеризующие работу схемы. Через Um обозначено амплитудное значение линейных напряжений uab, иЬс, иса (общим обозначением всех линейных напряжений является иЛ). Ось абсцисс разделена на отрезки, каждому из которых присвоен номер, обозначаемый через л.

На временной диаграмме напряжения ивых для каждого отрезка указано совпадающее с ним линейное напряжение, а на временной диаграмме тока ieblx — совпадающий с ним ток включенной пары тиристоров. Обратимся к отрезку с номером 1. На этом отрезке максимальным по модулю является напряжение иЬс

Однофазный выпрямитель, питающийся напряжением иЬс, образуют тиристоры Т2, Г3, Г5, Т6. Так как иЬс < О, открыты тиристоры Т4 и Т5 причем аналогично выполняется анализ для других отрезков.

Частота пульсаций (частота основной гармоники пульсаций) напряжения ивых в 6 раз больше частоты напряжения питающей сети, что сильно облегчает их фильтрацию. Приведем основные соотношения, характеризующие рассматриваемый режим. Среднее значение Ucp выходного напряжения:

где U — действующее значение линейного напряжения.

Регулировочная характеристика выпрямителя при работе на активную нагрузку

Угол управления а для каждого тиристора отсчитывается от момента включения соответствующего диода неуправляемого выпрямителя (по существу это справедливо и для рассмотренного однофазного мостового, и для других управляемых выпрямителей).
Как следует из последнего выражения, при а = 2л/3
Используя полученные выражения, изобразим регулировочную характеристику графически (рис. 4.28, сплошная линия).
Работа выпрямителя на активноиндуктивную нагрузку при угле управления я/3 рад (60 эл. град.) (рис. 4.29). При построении временных диаграмм предполагалось, что индуктивность LH достаточно велика и ток нагрузки практически постоянный. Регулировочная характеристика выпрямителя при работе на активно-индуктивную нагрузку.

Наличие индуктивности обеспечивает режим непрерывного тока.

Отсюда следует, что при а = л/2, Ucp = 0. Дадим графическое изображение регулировочной характеристики (рис. 4.28, пунктир).

pue8.ru

Мостовая схема — выпрямитель — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Мостовая схема — выпрямитель

Cтраница 1

Мостовая схема выпрямителя имеет следующие преимущества: для получения заданного выходного напряжения требуется вдвое меньшее число витков вторичной обмотки трансформатора, у которой отсутствует вывод от средней точки, обеспечивается большая выходная мощность, отсутствует намагничивание сердечника.
 [1]

Мостовая схема выпрямителя ( рис. 578) применяется преимущественно с селеновыми и германиевыми вентилями в выпрямителях малой и средней мощности.
 [3]

Мостовая схема выпрямителя представлена на рис. 101, а. Здесь имеются две группы диодов: в одной группе соединены вместе катоды, в другой — аноды.
 [5]

Мостовая схема выпрямителя ( рис. 12.34) является двухтактной, так как ток во вторичной обмотке трансформатора протекает в течение всего периода.
 [6]

Достоинством мостовой схемы выпрямителя является упрощение трансформатора при высоком его использовании. К недостаткам следует отнести необходимость иметь раздельные накальные обмотки при использовании кенотронов и газотронов.
 [8]

Чем отличается мостовая схема выпрямителя от схемы с нулевым выводом.
 [9]

Чем отличается мостовая схема выпрямителя от схемы с выводом нулевой точки.
 [10]

Для снятия нагрузочной характеристики мостовой схемы выпрямителя следует изменять с помощью реостата Ra величину выпрямленного тока / о и следить за показаниями вольтметра V2, измеряющего величину выпрямленного напряжения UQ. Для построения нагрузочной характеристики достаточно произвести 7 — 10 отсчетов.
 [11]

Газотроны нецелесообразно использовать в мостовой схеме выпрямителя, так как при этом возникают трудности с питанием цепей накала. Дело в том, что катоды газотронов, включенных в мостовую схему выпрямителя, находятся под разными потенциалами, отличающимися на величину приложенного напряжения, а эта величина может быть значительной. Поэтому в случае газотронов цепи накала должны питаться от отдельных обмоток трансформатора.
 [12]

Приведенные соотношения показывают, что мостовая схема выпрямителя обладает хорошими свойствами. В этой схеме обратное напряжение меньше по сравнению с предыдущей, поэтому выпрямленное напряжение может быть в два раза больше, чем в предыдущей схеме при использовании одинаковых вентилей. В мостовой схеме трансформатор не имеет средней точки, а в некоторых случаях, когда не нужно согласовывать величины приложенного и выпрямленного напряжений, возможно использование мостовой схемы выпрямителя без трансформатора. Мостовые схемы выпрямителей широко применяются в измерительных устройствах и устройствах промышленной электроники небольшой мощности. Недостатком мостовой схемы выпрямителя является необходимость использования четырех вентилей.
 [13]

Какие преимущества и недостатки имеет мостовая схема выпрямителя по сравнению с обычной двухполупериодной с выводом средней точки.
 [14]

По сравнению с рассмотренными ранее выпрямителями мостовая схема выпрямителя обладает рядом существенных преимуществ. В ней применяется однофазный трансформатор без вывода средней точки и требуется вдвое меньшее напряжение между выводами вторичной обмотки для получения заданного выпрямленного напряжения; обратное напряжение на вентиле в 2 раза меньше, чем в двухполупериодной однофазной схеме; габаритная мощность трансформатора меньше; отсутствует намагничивание сердечника трансформатора постоянной составляющей выпрямленного тока. В мостовых схемах нецелесообразно использовать кенотроны и газотроны.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

   3

   4

   5




www.ngpedia.ru