Двухполупериодная (двухфазная) схема выпрямления

Схема двухполупериодного выпрямителя (см. рис. 2) представляет собой сочетание двух однополупериодных выпрямителей, работающих на общую нагрузку.

Рис. 2. Двухполупериодная схема выпрямления (а), диаграммы напряжений и токов в схеме (б).

В первый полупериод, когда потенциал точки а (рис. 2, а) будет положительным, а потенциал точки b — отрицательным, диод VD ₁ будет открыт и ток протекает через диод VD ₁ нагрузку R _H и верхнюю половину вторичной обмотки в направлении, показанном сплошными стрелками. Диод VD ₂ в это время закрыт, ток через него не проходит и он находится под обратным напряжением (рис. 2, а).

В следующий полупериод, когда потенциал точки b становится положительным, а точки а — отрицательным, VD ₂ открывается, a VD ₁ закрывается и ток течет через диод VD ₂, нагрузку R _H и нижнюю половину вторичной обмотки в направлении, показанном пунктирными стрелками. Диод VD ₁ в это время находится под обратным напряжением. Таким образом, через нагрузку протекает ток в одном и том же направлении в течение всего периода.

В идеализированной схеме отсутствуют потери в диодах и трансформаторе, поэтому форма выпрямленного напряжения u ₀ повторяет форму напряжения на работающих половинах вторичной обмотки трансформатора, другими словами, график u ₀ является огибающей положительных полусинусоид графиков и ₂‘ и u₂” (рис. 2, б).

В каждый полупериод по половине вторичной обмотки трансформатора, диоду и нагрузке протекают равные между собой токи, т.е. i ₂' = i_{VD 1} = i ₀ и i ₂ "=i_{VD 2} = i ₀, причем ток в идеализированной схеме определяется только сопротивлением нагрузки и равен u ₀ /R _н.

Как следует из рис. 2, а, токи i ₂ ' и i ₂ ", протекающие по половинам вторичной обмотки трансформатора, имеют такое направление, при котором постоянные составляющие этux токов создают встречно направленные магнитные потоки. Поэтому вынужденное подмагничивание магнитопровода трансформатора в двухполупериодной схеме выпрямления отсутствует.

Форма графика u _обр требует дополнительных пояснений. Каждую половину периода один из диодов схемы закрыт и к его электродам приложено обратное напряжение, которое равно разности потенциалов между анодом и катодом этого диода. В первую половину периода (рис.1) закрыт VD ₂. Потенциал его анода равен отрицательному потенциалу точки b, который определяется отрицательной полусинусоидой и ₂ ". Катод диода VD ₂ в это время имеет положительный потенциал точки а (положительная полусинусоида и ₂ '). поскольку открыт VD ₁, и падение напряжения на нем в идеализированной схеме равно нулю (рис.2, а).

Таким образом, в течение первого полупериода диод VD ₂ находится под обратным напряжением, равным разности потенциалов между концами вторичной обмотки трансформатора (точки а и b), и максимальное значение этой разности потенциалов равно удвоенному амплитудному значению напряжения одной из половин вторичной обмотки, т.е.

U _обр.и.п = 2 U _2m.

Преимущества двухполупериодной схемы по сравнению с однополупериодной состоят в следующем:

1) значительно уменьшаются габаритные размеры и масса трансформатора (вследствие лучшего использования обмоток и отсутствия подмагничивания магнитопровода);

2) амплитудное значение тока через диод вдвое меньше;

3)значительно уменьшаются габариты и масса сглаживающего фильтра (вследствие увеличения вдвое основной частоты пульсации, т.е. f _п=2 f _с, и уменьшения более чем в 2 раза коэффициента пульсации).

Недостатками схемы являются:

1) необходимость вывода средней (нулевой) точки вторичной обмотки трансформатора;

2) наличие в схеме двух диодов вместо одного.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: