Расчет двухполупериодного выпрямителя

Если ток в нагрузке будет протекать в течении обоих полупериодов входного переменного напряжения, могут быть получены большая мощность постоянного тока и больший к.п.д. Поэтому двухполупериодная выпрямительная схема, значительно чаще используется в реальных выпрямительных устройствах, чем однополупериодная. Двухполупериодная схема со средней точкой (рис. 1.) представляет собой две однополупериодные схемы с обще нагрузкой, причем эти две части схемы питаются переменными входными напряжениями, сдвинутыми по фазе на 180̊. Так как каждый диод проводит электрический ток в течении только одной половины периода, когда анод диода положителен относительно катода, лампы первого и второго диода будут находиться в проводящем состоянии в различные половины периода входного переменного напряжения, благодаря чему ток в общей нагрузке диода будет иметь вид, показанный на рис 2.

Рисунок 1 - Двухполупериодный выпрямитель со средней точкой.

В данном разделе будет рассматриваться именно этот выпрямитель. Рассчитать выпрямитель - значит правильно выбрать выпрямительные диоды и конденсатор фильтра, а также определить необходимое переменное напряжение, снимаемое для выпрямления с вторичной обмотки сетевого трансформатора. Исходными данными будут служить выходное напряжение нагрузка R = 10 Ом.

Рисунок 2 - Форма импульса токов и напряжений двухполупериодного выпрямителя.

Входное значение выпрямляемого напряжения:

Действующее значение напряжения на вторичной полуобмотке:

Cреднее значение выпрямляемого тока в нагрузке:

Среднее значение тока проходящего через каждый вентиль в два раза меньше чем ток проходящий через нагрузку, т. е.

Действующее значение тока вентиля равно действующему значению тока вторичной обмотки трансформатора и определяется следующим образом:

Аналогично коэффициент формы тока вентиля:

Вентиль, не работающий в отрицательную часть периода, оказывается под воздействием обратного напряжения, равного двойному значению выходного напряжения, так как положительный потенциал вывода вторичной обмотки трансформатора через проводящий диод подается к катоду диода, а анод закрытого вентиля имеет отрицательный потенциал.

Максимальное значение обратного напряжения:

Оценка качества производится посредством коэффициента пульсации, который представляет собой отношение амплитуды первой (основной гармонической как наибольшей из всех к среднему значению действительного напряжения и определяется по формуле:

где m - число фаз выпрямителя. Для рассматриваемой схемы частота первой гармоники пульсации при частоте питающей сети составляет 100 Гц. Подставим в формулу m = 2, определим коэффициент пульсации: q = 0,67, т. е. амплитуда первой гармонически для данной схемы составляет 67%.

Выбираем диоды, у которых значения выпрямленного тока и допустимого обратного напряжения равны или превышают расчетные:

Выпрямительный диод Д2Г, с обратным напряжение 40В и прямым током 4 А.

Интересное из раздела

Шлюз ZigBee и GPRS
Беспроводные сенсорные сети получили большое развитие в последнее время. Такие сети, состоящие из множества миниатюрных узлов, оснащенных маломощным приемо- ...

Построение телефонной сети малого предприятия на программной АТС Asterisc
В настоящее время телекоммуникационные технологии находятся на столь высоком уровне развития, что внедряются абсолютно в любые устройства, начи ...

Цифровой УКВ-приемник
В последние несколько лет заметна тенденция резкого сокращения сроков проектирования новых изделий при все возрастающих требованиях к их качественным характеристикам. Это ...