ТОП 10:

Двухполупериодная (двухфазная) схема выпрямления с нулевым проводом



Схема двухполупериодного выпрямителя (см. рисунок 12) представляет собой сочетание двух однополупериодных выпрямителей, работающих на общую нагрузку. В первый полупериод, когда потенциал точки а (рисунок 12,а) будет положительным, а потенциал точки b — отрицательным, диод VDl будет открыт и ток протекает через VD1 в нагрузку Rн и верхнюю половину вторичной обмотки в направлении, показанном сплошными стрелками, Диод VD2 в это время закрыт, ток через него не течет и он находится под обратным напряжением (рисунок 12,а). В следующий полупериод, когда потенциал точки b становится положительным, а точки а — отрицательным, VD2 открывается, a VD1 закрывается и ток течет через диод VD2, нагрузку RH и нижнюю половину вторичной обмотки в направлении, показанном пунктирными стрелками. Диод VD1 в это время находится под обратным напряжением. Таким образом, через нагрузку протекает ток в одном и том направлении в течение всего периода.

Рисунок 12 – Двухполупериодная схема выпрямления (а), диаграммы напряжений и токов (б)

 

В идеализированной схеме отсутствуют потери в диодах трансформаторе, поэтому форма выпрямленного напряжения повторяет форму напряжения на работающих половинах вторичной обмотки трансформатора, другими словами, график u0 является огибающей положительных полусинусоид графиков u'2 и u"2 (рисунок 12, б).

В каждый полупериод u2 по половине вторичной обмот­ки трансформатора, диоду и нагрузке протекают равные между собой токи, т.е. u'2 =iVD1 = i0 и u"2 =uVD2=i0, причем ток в идеализированной схеме определяется только сопро­тивлением нагрузки и равен u0/RН.

Как следует из рисунка 12, а, токи i'2 и i"2, протекающие по половинам вторичной обмотки трансформатора, имеют такое направление, при котором постоянные составляющие этих токов создают встречно направленные магнитные потоки. Поэтому вынужденное подмагничивание магнитопровода трансформатора в двухполупериодной схеме выпрямления отсутствует.

Форма графика uОБР 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 закрыт VD2. Потенциал его анода равен отрицательному потенциалу точки b, который определяется отрицательной полусинусоидой u2. Катод диода VD2 в это время имеет положительный потенциал точки а (положительная полусинусоида u'2), поскольку открыт VD1 и падение напряжения на нем в идеализированной схеме равно нулю (рисунок 12,а). Таким образом, в течение первого полупериода диод 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,

Uобр.и.п=2U2m

Рисунок 13 – Вычисление среднего и действующего напряжения и тока в двухполупериодной схеме выпрямления

 

Основные параметры. График выпрямленного напряжения Uo и выпрямленного тока Iо данной схемы приводится на рисунке 13, из которого видно, что импульсы напряжения и тока в нагрузке двухполупериодного выпрямителя имеют место во время каждого полупериода, тогда как однополупериодной схеме выпрямления (см. рисунок 9,б) — только в течение одного полупериода, поэтому при одинаковых амплитудах напряжения и тока вторичной обмотки (U2m и I2m) постоянные составляющие выпрямленного на­пряжения U0 и тока I0 будут в 2 раза больше, чем при однополупериодном выпрямлении. Таким образом,

, откуда

причем U2m= U0m; , откуда

,

причем I2m=I0m.

Действующее значение напряжения вторичной; обмотки (одной половины) U2 с учетом синусоидального характера его, а также U2m:

U2= U2m/

Действующее значение тока первичной обмотки I0 вследствие синусоидальности его можно записать:

I2=0,5 I2m=0,785 I0

Габаритная мощность трансформатора определяется по расчетной мощности всех его обмоток. Расчетная мощность первичной обмотки

P1=U1I1=1,23P0

и вторичной обмотки:

Р2=2U2

Габаритная мощность трансформатора:

PГ=( P1+ Р2)/2=1,48 P0

Обратное напряжение на диоде:

UОБР.И. П.=2 U2m=3,14 U0

Среднее значение тока через каждый диод в 2 раза меньше выпрямленного тока I0 (поскольку ток нагрузки определяется суммой токов диодов), т. е,

IПР.СР=1/2 I0

Действующее значение прямого тока диода IПР равно действующему значению тока вторичной обмотки I2.

IПР. И.П.= I2m=1,57 I0

Коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения:

КП01= U0m/ U0=0,67

Преимущества двухполупериодной схемы по сравнению однополупериодной состоят в следующем:

1) значительно уменьшаются габаритные размеры и 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 вдовое основной частоты пульсации и уменьшения более 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.







Последнее изменение этой страницы: 2016-09-19; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.228.24.192 (0.009 с.)