Практическая работа №5
Расчет выпрямителя
Цель: Научиться производить технический расчет выпрямителя, составлять принципиальные электрические схемы полупроводниковых выпрямителей
Задание: Составить рабочую схему выпрямителя, используя стандартные диоды. Мощность потребителя Pн, Вт с напряжением питания Uн, В. Пояснить работу схемы используя временные диаграммы. Данные для своего варианта взять из таблицы 5.4
Таблица 5.4
| Вариант | Мощность потребителя Рн, Вт | Напряжение потребителя Uн,, В | Тип диода | Схема выпрямителя |
| 1. | Д7Г | Однофазная мостовая |
Решение.
Для заданного типа диода из таблицы выпишем значения допустимого прямого тока и допустимого обратного напряжения
I доп =0,3А;
U обр=200В.
Определим постоянную составляющую выпрямленного тока
Определим величину среднего тока, протекающего через диод в открытом состоянии
Определим обратное напряжение, прикладываемое к диоду в закрытом состоянии
. m =1,57 U0=1,57·100=157В.
Составим неравенства для проверки
Iдоп > Iд
0,3А < 0.4А – неравенство не выполняется.
Uобр. > Uобр . m
200В>157В – неравенство выполняется.
Для возможности применения заданных диодов соединим их параллельно, схема выпрямителя примет вид, изображенный на рис. 1.
Рис. 1.
Определим значение тока
Составим неравенства для проверки
Iдоп > Iд
0,3А < 0.2А – неравенство выполняется.
Однофазный однополупериодный выпрямитель
Однофазный двухполупериодный мостовой выпрямитель.
Рисунок 2 Схема двухполупериодного мостового выпрямителя.
В схему входят 4 диода, включенные по схеме моста. К одной диагонали моста подключена вторичная обмотка трансформатора, к другой – нагрузка 
. В один из полупериодов, когда потенциал точки B положителен, а точки A – отрицателен, ток проходит от точки B через диод VD3, сопротивление нагрузки Rн, диод VD2, к точке А и через вторичную обмотку трансформатора.
В следующую половину полупериода, когда полярность концов А и В вторичной обмотки трансформатора меняется, ток течёт от точки А через диод VD4, сопротивление нагрузки Rн, диод VD1 к точке В.
Направление тока, проходящего через нагрузочное сопротивление Rн в течение обоих полупериодов, одинаковое. Поэтому имеет место двухполупериодное выпрямление. Временные диаграммы токов и напряжений представлены на рисунке 3.
Рисунок 3 Временные диаграммы токов и напряжений однофазного двухполупериодного мостового выпрямителя.
Пример 1
Для питания постоянным током потребителя мощностью Pd = 120 Вт при напряжении Ud = 20В необходимо собрать схему однополупериодного выпрямителя, используя стандартные диоды Д234Б.
Решение
1.Выбрал из таблицы 4 (приложение Г) параметры диода
Iдиода =5A; аUo6p = 600 В
2. Определил ток потребителя,
Id=Pd/Ud=120 Вт/20В=6А
3.Определил напряжение, действующее в не проводящий период
Uв= 3.14*Ud = 3.14*20 = 636В
4.Проверил диод на параметры I доп и Uo6p
Idoп > Id: так как 5 636B - условие выполняется
5. Окончательная схема однополупериодного выпрямителя (начертить схему однополупериодного выпрямителя
Пример 2
Составить схему мостового выпрямителя, используя один из диодов Д218, Д222, КД202Н, Д234Б. Мощность потребителя Pd = 120 Вт. Напряжение потребителя Ud - 200В.
Решение
1 Из таблицы 4.2 выбираем параметры диодов:
Д218 /дол = 0,1 A, Uo6p = 1000В
Д222 1доп = 0,4А, Uo6p = 600В
КД 202Н /бол = 1А, Uo6p = 500В
Д234Б ldoп = 5A, Uo6p = 600В
2 Определил ток потребителя
Id=Pd/Ud=120 Вт/20В=6А
3 Определил напряжение, действующее на диод в не проводящий период
Uв= 3.14*Ud = 3.14*20 = 636В
4 Выбрал диод из условий:
Idon >0,5 Id; Uo6p > Uв этим условиям удовлетворяет диод Д234Б
Iдоп>0,5А*6А =3А Uo6p = 636В > 20В
Диоды Д218 и Д 222не удовлетворяют по напряжению и не подходят по допустимому току.
Диод 215Б не подходит по току и не подходит по обратному напряжению
5 Составляем схему мостового выпрямителя, в каждое плечо включаем дио Д234Б
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
Ответить на вопрос своего варианта из таблицы:
| Номер варианта | ВОПРОС |
| 1,6,11,16,21,26 | Перечислить основные виды электронной эмиссии и привести примеры использования различных видов эмиссии в электронных приборах |
| 2,7,12,17,22,27 | Объяснить смысл электронной и дырочной электропроводности полупроводников. Рассказать о влиянии примесей на их проводимость |
| 3,8,13,18,23,28 | Объяснить физический смысл электронно – дырочного (p - n) перехода полупроводников и его одностороннюю проводимость |
| 4,9,14,19,24,29 | Объяснить устройство полупроводниковых диодов и прнцип выпрямления ими переменного тока |
| 5,10,15,20,25,30 | Начертить вольт – амперную характеристику полупроводникового диода и пояснить его основные параметры, показав их на характеристике |
1. Решить задачи:
а) Однополупериодный выпрямитель должен питать потребитель постоянным током. Мощность потребителя 
(Вт) при напряжении 
(В). Следует выбрать один из трех видов полупроводниковых диодов, параметры которых приведены в таблице 3, для схемы выпрямителя, и пояснить, на основании чего сделан выбор. Данные значений для своего варианта взять из таблицы 1.
Таблица 1.
| Номер варианта | Тип диода | 
| 
| Номер варианта | Тип диода |
|
|
| 1,11,21 | Д242 Б Д244 А Д221 | 40; | 6,16,26 | Д214 Д215 Б Д224 А | |||
| 2,12,22 | Д209 Д303 Д7Г | 60; | 7,17,27 | Д205 Д217 Д302 | |||
| 3,13,23 | Д224 Б Д302 Д205 | 20; | 8,18,28 | Д243 А Д211 Д226 А | |||
| 4,14,24 | Д214 КД202Н Д215 Б | 30; | 9,19,29 | Д244 Д214 Б Д302 | |||
| 5,15,25 | Д243 Д214 А Д226 | 10,20,30 | Д210 Д221 Д242 |
2) Мостовой выпрямитель должен питать потребитель постоянным током. Мощность потребителя (Вт) при напряжении (В). Следует выбрать один из трех видов полупроводниковых диодов, параметры которых приведены в таблице 2, для схемы выпрямителя, и пояснить, на основании чего сделан выбор. Данные значений для своего варианта взять из таблицы 2.
Таблица 2.
| Номер варианта | Тип диода |
|
| Номер варианта | Тип диода |
|
|
| 1,11,21 | Д218 Д222 Д232 Б | 6,16,26 | Д214 Д215 Б Д224 А | ||||
| 2,12,22 | Д221 Д214 Б Д244 | 7,17,27 | Д205 Д217 Д302 | ||||
| 3,13,23 | Д7Г Д209 Д304 | 8,18,28 | Д243 А Д211 Д226 А | ||||
| 4,14,24 | Д242 Б Д224 Д226 | 9,19,29 | Д214 А Д243 КД202 Н | ||||
| 5,15,25 | Д215 Д242 А Д210 | 10,20,30 | Д303 Д243 Б Д224 |