Электроника - практический курс - Джонс М.Х.
ISBN 5-901095-01-4
Скачать (прямая ссылка):
входное переменное напряжение, (Ь) выпрямленное однополярное напряжение
на нагрузке.
проводит от точки В к верхнему концу нагрузки, а диод Z>4 проводит от
точки А к нижнему концу нагрузки.
Результирующая форма сигнала на нагрузке приведена на рис. 9.4. Очевидно,
что при двухполупериодном выпрямлении напряжение на нагрузке имеет менее
прерывистый характер, чем в случае однополупериодного выпрямления.
Заметим, что частота сигнала при двухполупериодном выпрямлении равна
удвоенной частоте исходного переменного напряжения. Отрицательная
полуволна инвертируется и помещается между соседними положительными
полупериодами.
На рис. 9.5 показан другой тип двухполупериодного выпрямителя. Здесь
используется трансформатор с удвоенным напряжением на вторичной обмотке,
но с отводом от середины вторичной обмотки (точка О). В результате
напряжение между точками А и О всегда сдвинуто по фазе по отношению к
напряжению между точками В и О на 180°. По этой причине схема называется
двухфазным двухполупериодным выпрямителем. В первом полупериоде
напряжение в точке А положительно и диод пропускает его к верхнему концу
нагрузки. В следующем полупериоде напряжение в точке А отрицательно, а в
точке В положительно; следовательно, диод D2 открыт и пропускает
положительное напряжение к верхнему концу нагрузки. Эта схема, в
действительности, представляет собой два однополупериодных выпрямителя,
работающих вместе на одну нагрузку. Форма напряжений здесь такая же, как
на рис. 9.4. Сравнивая эту схему с мостовым выпрямителем, видим, что в
двухфазной схеме оказываются сэкономленными два диода, но требуется
дополнительная обмотка в трансформаторе. Этот выпрямитель был популярен в
схемах на лампах, где в качестве диодов Z), и D2 обычно использовались
два ламповых диода в одном баллоне с общим катодом, но сейчас эта схема
204 Источники питания и управление мощностью
Сеть
переменного
напряжения
Рис. 9.5. Двухфазный двухполупериодный выпрямитель.
применяется не часто, поскольку полупроводниковые диоды очень дешевы.
Имеет смысл сэкономить на обмотке трансформатора, используя мостовой
выпрямитель.
9.3 Сглаживание пульсаций
9.3.1 Вступление
Хотя сигналы, форма которых приведена на рис. 9.2 и 9.4, являются
однополярными, про них нельзя сказать, что они являются непрерывным
постоянным напряжением, поскольку они все еше содержат большую переменную
составляющую. Это напряжение годится для заряда аккумулятора, причем
напряжение на выходе двухполупериодного выпрямителя (рис. 9.4)
предпочтительнее, поскольку у него больше средний ток, но его нельзя
использовать в таком необработанном виде в качестве напряжения питания
электронного оборудования.
Чтобы сгладить постоянное напряжение, к выходу выпрямителя подключают
накапливающий конденсатор С, как показано на рис. 9.6. Типичная
А
Ток нагрузки / ----*-------О
I
С
+
-О
В
Рис. 9.6. Однополупериодный выпрямитель с накапливающим конденсатором.
емкость конденсатора С для сети с частотой 50 Герц находится в диапазоне
от 100 мкФ до 30000 мкФ и зависит от тока нагрузки и требуемой степени
сглаживания.
Сглаживание пульсаций 205
Эффект сглаживания накапливающего конденсатора можно рассчитать,
рассматривая интервалы заряда и разряда в сигнале, форма которого
приведена на рис. 9.7. Действительная форма выходного напряжения показана
сплошной линией, а его среднее значение отмечено горизонтальной
пунктирной линией. Пунктиром изображены также полупериоды переменного
напряжения, в пределах которых диод (в схеме без конденсатора С - Прим.
перев.) проводит. Конденсатор заряжается вблизи пикового значения
соответствующего полупериода переменного напряжения и затем разряжается в
нагрузку в течение оставшейся части периода. Таким образом, большую часть
времени ток нагрузки обеспечивается накапливающим конденсатором, а
выпрямитель просто "пополняет" заряд конденсатора вблизи пиков в каж-
Пульсации напряжения Пиковое Время Время jy
Рис.9.7. Выходное напряжение однополупериодного выпрямителя с
накапливающим конденсатором.
дом полупериоде. Если ток нагрузки равен нулю, то конденсатор будет
просто оставаться заряженным до пикового значения входного переменного
напряжения V равного х эфф.знач. входного напряжения.
9.3.2 Пульсации
Конечный ток нагрузки I вызывает падение напряжения накапливающего
конденсатора на некоторую величину д V в течение периода переменного
напряжения. Результирующая "шероховатость", называемая пульсациями
постоянного выходного напряжения, проявляется как переменное напряжение
приблизительно треугольной формы, наложенное на установившееся постоянное
напряжение. Размах пульсаций, равный спаду напряжения на конденсаторе д V
в течение периода, можно вычислить, рассматривая скорость разряда.
С этой целью мы будем пренебрегать временем заряда конденсатора и
предположим, что разряд занимает время Т, то есть весь период переменного
напряжения. Это разумно, если пульсации малы по сравнению с постоянным
