ЗАДАНИЕ
1. Сохраните документ.
2. Выучите материал.
3. Запишите определение выпрямителя, его структурную схему и её состав.
4. Начертите схемы выпрямления и покажите стрелками направление токов при выпрямлении токов в соответствии с описанием.
5. Составьте по 4 вопроса к тексту.
Выпрямитель электрического тока – электронная схема, предназначенная для преобразования переменного электрического тока в постоянный (однополярный) электрический ток.
В полупроводниковой аппаратуре выпрямители исполняются на полупроводниковых диодах.
Выпрямитель состоит из следующих элементов:
- С илового Т рансформатора, служащего для понижения или повышения напряжения сети до нужной величины;
- В ентильного Б лока, обладающих односторонней проводимостью;
- сглаживающего Ф ильтра, уменьшающего пульсацию выпрямленного тока;
- С табилизатор
Обобщенная структурная схема выпрямителя
При однополупериодном выпрямлении (один диод) в)о время положительного полупериода, диод находится в открытом положении и пропускает через себя ток на нагрузку. Когда приходит очередь отрицательного полупериода, устройство запирается, и питание на нагрузку не поступает. То есть происходит как бы отсечение отрицательной полуволны (на самом деле это не совсем верно, поскольку при данном процессе всегда имеется обратный ток, его величина определяется характеристикой Iобр). В результате, как видно из графика (3), на выходе мы получаем импульсы, состоящие из положительных полупериодов, то есть постоянный ток. В этом и заключается принцип работы выпрямительных полупроводниковых элементов.
Недостатки однодиодного выпрямителя
· Низкий уровень КПД;
· Напряжение на выходе примерно вдвое меньше, чем на входе.
· Высокий уровень шума
| 
| 
|
| 
| 
|
| Uср = Umax / π = 0,318 Umax | Фильтр снижает пульсации |
Принцип работы ёмкостного фильтра: Конденсатор заряжается во время положительного полупериода и разряжается, когда наступает черед отрицательного. Но в этот момент сигнал с диода не поступает, и напряжение плавно уменьшается (синяя линия). Потом снова повышается – и т.д.
Для работы двухполупериодной схемы выпрямления используют трансформатор с увеличенной вторичной обмоткой, разделенной средней точкой. Принцип работы схемы основывается на поочередном протекании тока через каждый из выпрямительных элементов – при положительном полупериоде через VD1, а при отрицательном через VD2. В результате на сопротивлении нагрузки RН напряжение будет присутствовать постоянно. Каждому полупериоду напряжения на входе, независимо от того, положительный он или отрицательный, будет соответствовать положительный импульс на выходе.
| 
|
| |
| Uср = 2*Umax / π = 0,636 Umax |
Мостовая схема выпрямления. При возникновении положительного полупериода на вторичной обмотке источника питания, путь протекания тока через нагрузку происходит через: VD3 — R Н — VD2 и на нагрузке появляется первый импульс выпрямленного напряжения. При появлении отрицательного полупериода на источнике питания ток начнет протекать по цепи VD4 — R Н – VD1 и на нагрузке появится второй импульс выпрямленного напряжения. При смене периодов картина будет изменяться в той же последовательности.
| 
|
|
Обе схемы являются двухполупериодными и результирующая кривая напряжения в обоих случаях идентичная. В части рассмотрения принципа работы этих схем они дают идентичный результат.
Контрольные вопросы
1. Какое устройство называется выпрямителем?
2. Какие схемы выпрямителей Вам известны?
3. Преимущества и недостатки схем.
4.