Двухполупериодный выпрямитель.

Рассмотрим схему и работу двухполупериодного выпрямителя, схема которого приведена на рис. 96.

В отличие от предыдущей схемы вторичная обмотка трансформатора выполнена с выводом точно от половины витков, который образует среднюю точку и подключается к общему проводу. Крайние выводы обмотки подключаются к анодам диодов, катоды которых соединены вместе и образуют положительный вывод выпрямителя. Между положительным выводом и общим проводом подключается нагрузка.

Работа схемы состоит в следующем. При положительном полупериоде на верхнем выводе вторичной обмотки будем иметь положительный потенциал относительно общего провода, а на нижнем выводе будем иметь отрицательный потенциал. Это приводит к тому, что p-n переход диода VD1 получает прямое смешение и находится в проводящем состоянии, а переход диода VD2 имеет обратное смещение и находится в непроводящем состоянии. Напряжение на обмотке 2а формирует на нагрузке напряжение пропорциональное положительному полупериоду (плюс на верхнем выводе Rнаг). Во время отрицательного полупериода потенциалы на концах вторичной обмотке меняются, и соответственно меняются состояния диодов. Диод VD2 находится в проводящем состоянии, а диод VD1 закрыт. Напряжение на обмотке 2б формирует на нагрузке напряжение пропорциональное отрицательному полупериоду, но на верхнем выводе Rнаг также будет положительное напряжение. Рассмотренная картина отображена на рис. 97.

Учитывая, что ток в нагрузку передается как в положительном, так и в отрицательном полупериоде время разряда накопительного конденсатора уменьшается более чем в два раза. Это хорошо видно на графике работы двухполупериодного выпрямителя с накопительным конденсатором показанном на рис. 98. При анализе графика нужно учитывать, что для сравнения работы выпрямителей нагрузка выбрана одинаковой Rнаг=1кОм и величина накопительного конденсатора одинакова Снак = 20 мкФ.

Совместный анализ графиков работы однополупериодного и двухполупериодного выпрямителей позволяет сделать вывод о несомненном преимуществе последней схемы, так как в первом случае ∆t = 16,6мС и ∆Urнаг = 5В, а во втором -- ∆t = 7,5мС и ∆Urнаг = 1,12В. Таким образом только изменение схемы выпрямления привело к уменьшению пульсаций более чем в четыре раза. Однако эта схема выпрямления имеет существенный недостаток состоящий в увеличении массогабаритных показателей, увеличение массы меди обмоток и железа трансформатора. Поэтому наибольшее распространение получила схема мостового выпрямителя.

Мостовой выпрямитель.

Мостовой выпрямитель представляет собой схему из четырех диодов, и показан на рисунке 99. В отличии от двухполупериодного выпрямителя для рассматриваемой схемы требуется трансформатор как и в однополупериодном выпрямителе т.е. без среднего вывода вторичной обмотки.

Работа данной схемы состоит в следующем. При положительном полупериоде напряжения на вторичной обмотке имеет смысл предположить, что в прямосмещенном состоянии буду находиться диоды VD2, VD3, ток будет протекать по контуру указанному стрелкой. Напряжение на сопротивлении нагрузки будет равно напряжению на вторичной обмотке минус удвоенное падение напряжения на прямосмещенном диоде. К диодам VD1, VD4 будет приложено обратносмещающее напряжение равное разности напряжения на вторичной обмотке и напряжения на прямосмещенном диоде.

При отрицательном полупериоде напряжения на вторичной обмотке трансформатора прямосмещенными будут диоды VD1,VD4, а обратносмещенными -- VD2, VD3. Однако ток протекающий по нагрузке направления не изменит.

Достоинства данной схемы определяются тем, что диоды должны быть рассчитаны на обратное напряжение равное амплитудному на вторичной обмотке, и на прямой ток примерно в два раза меньший, чем ток нагрузки.

К недостаткам данной схемы следует отнести увеличенное количество диодов.

Накопительная емкость должна иметь величину такую же, как и у двухполупериодного выпрямителя. Следовательно данная схема сочетает в себе достоинства обеих ранее рассмотренных схем выпрямителей.