Уменьшение пульсаций напряжения

Для уменьшения пульсаций напряжения на выходе выпрямителя ставят сглаживающие фильтры. В простейшем случае, конденсатор. Схема двухполупериодного выпрямителя, дополненного конденсатором С1, приведена на рисунке 22, а напряжение на его выходе – на рисунке 21.б.

Коэффици­ент пульсации на выходе такого выпрямителя (для частоты питающей сети 50 Гц!) определяется по приближенной формуле:

, (4)

где сопротивление нагрузки R_н считают в омах, а емкость конденсатора С - в микрофарадах.

При увеличении частоты питающей сети коэффициент пульсации уменьшается в соответствующее количество раз.

 

Рис. 20. Двухполупериодный выпрямитель

 

 

 

а) б)

Рис. 21. Напряжение на выходе двухполупериодного выпрямителя
без конденсатора С1 (а) и дополненного конденсатором С1 (б)

Рис. 22. Двухполупериодный выпрямитель, дополненный конденсатором С1

 

Мостовая схема выпрямления

 

Состав

Мостовая схема выпрямления (рисунок 23) содержит две пары диодов, включенных по схеме четырехплечного моста и работающих поочередно на одну нагрузку.

Как и ранее, в схеме для его исследования в качестве питающей сети используется источник переменного напряжения V1, в качестве нагрузки - резистор R1. Для получения временных диаграмм используется осциллограф.

 

Работа схемы

В течение одного полупериода ток протекает через одну пару диодов, нагрузку R1 и вторичную обмотку трансформатора Т1. Во вторую половину периода работает другая пара диодов. Таким образом, через нагрузку ток протекает в течение всего периода в одном направлении (рисунок 24.а). В этой схеме коэффициент пульсаций рассчитывается так же, как для двухполупериодного выпрямителя.

Как и в случае с двухполупериодным выпрямителем, мостовая схема выпрямления может быть дополнена конденсатором. Результаты работы мостовой схемы выпрямления с конденсатором представлены на рисунке 24.б.

 

Достоинства и недостатки

К достоинствам схемы можно отнести возможность использования диодов с меньшим обратным напряжением и высокий коэффи­циент использования мощности трансформатора.

 

Применение

Исполь­зуется в устройствах повышенной мощности при выходных напряжениях от десятков до сотен вольт.

Рис. 23. Мостовой выпрямитель

а) б)

Рис. 24. Напряжение на выходе мостового выпрямителя без конденсатора С1 (а) и дополненного конденсатором С1 (б)

Умножители напряжения

 

Принцип действия

Принцип действия схем с умножением напряжения основан на использовании процесса разряда нескольких конденсаторов, заряженных через выпрямитель, на одну нагрузку. Наиболее часто на практике используются схемы удвоения (рисунок 25) и утроения напряжения. Результаты моделирования схемы удвоения напряжения представлены на рисунке 26.