Составляющими дополнительных потерь Pдп являются потери: потери от прямой утечки Pпр, потери от обратной утечки Pоб, утечки включения Pвк, утечки выключения Pвык и утечки управления Pу.
Pдп= Pпр + Pоб + Pвк + Pвык + Pу
Потери в выпрямителях переменного тока частотой 50 Гц обусловлены, в основном, статическими потерями в диодах при протекании прямого и обратного токов.
Коммутационные потери незначительны ввиду малой частоты переменного тока.
Мощность потерь, выделяемую в мостовом выпрямителе при протекании прямого тока iF, можно рассчитать, интегрируя за один полупериод мгновенную мощность, выделяемую в одном диоде и удваивая результат, поскольку за полупериод одинаковый ток протекает через два диода.
где Vf - прямое падение напряжения на диоде.
За ноль отсчета в первом интеграле принят момент времени, когда входное напряжение проходит через ноль, а во втором интеграле – момент времени, когда ток через диод скачкообразно нарастает до максимальной величины IFm.
Таким образом, для расчета мощности потерь в диодном мосте с активно-емкостной нагрузкой по паспортным данным диодов (прямое падение напряжения при среднем токе нагрузки VF и ток утечки на максимальном обратном напряжении Irm) и основным параметрам выпрямителя (средний ток нагрузки и максимальное выпрямительное напряжение). Уменьшить мощность потерь в мостовом выпрямителе можно за счет уменьшения двух параметров: или VF или Irm, предварительно оценив их значимость в общих потерях.
Последовательное и параллельное соединение силовых диодов, расчет выравнивающих элементов.
В настоящее время созданы силовые диоды на токи свыше 1000 А и напряжения свыше 1000 В.
При последовательном и параллельном соединениях диодов из-за несовпадения их ВАХ возникают неравномерные распределения напряжений или токов между отдельными диодами. На рис. 1.3 представлены схемы: последовательного (рис. 1.3, а) и параллельного (рис; 1.3, 6) соединения двух диодов. Там же представлены прямые (рис. 1.3, г) и обратные (рис. 1.3, в) ветви ВАХ соединяемых диодов. Согласно приведенным ВАХ при последовательном соединении диодов, приложенное к ним обратное напряжение UR при одинаковых обратных токах IR распределяется между диодами неравномерно: к диоду VD1 прикладывается напряжение UR1, а к диоду VD2 — напряжение UR2 (рис. 1-3,в). При параллельном соединении диодов протекающий через них общий ток IF при одинаковых прямых падениях напряжения UF распределяется также неравномерно: через диод VD1 протекает ток IF1, а чёрtp диод VD2 ток IF2 (рис. 1.3,г). Для исключения выхода из строя диодов из-за перегрузки по току или перенапряжений принимают специальные меры по выравниванию указанных параметров между отдельными диодами. При последовательном соединении диодов для выравнивания напряжений обычно используются резисторы, включенные параллельно диодам, а при параллельном соединении — индуктивные делители различных типов.
Рис. 1.3. Последовательное и параллельное соединение диодов