Тема 9 Электронные выпрямители

  Выпрямители предназначены для преобразования электрической энергии переменного тока в электрическую энергию постоянного тока.

По числу фаз источника питания различают однофазные и трехфазные выпрямители.

В состав электронного выпрями­теля входят: трансформатор, преобразующий напряжение сети до необходимого значения; блок вентилей (диодов или тиристоров), осуществляющий выпрям­ление тока; сглаживающий фильтр, уменьшающий пульсации выпрямленного напряжения; стабилизатор, поддерживающий неизменным напряжение на нагрузке.

Однофазный мостовой вы­прямитель. Схема и временные диаграммы, поясняющие принцип действия мостового выпрямителя приведены на рисунке 14.2.

В один из полупериодов напряжения сети, когда верхний зажим вторичной обмотки трансформатора имеет положительный потенциал по отношению к нижнему зажиму, диоды 1 и 3 открыты, а диоды 2 и 4 за­крыты. В этот полупериод ток проходит от верхнего зажима вторичной обмотки трансформатора через диод 1, нагрузочный резистор R_н, диод 3 к нижнему зажиму обмотки трансформатора.

Рисунок 14.2 - Схема (а) и временные диаграммы (б) мостового выпрямителя.

В отрицательный полупериод напряжения и₂ диоды 1 и 3 закрыты, а диоды 2 и 4 открыты, ток проходит от ниж­него зажима через диод 2, нагрузочный резистор R_н, диод 4 к верхнему зажиму обмотки трансформатора. При этом в течение всего периода ток через резистор R_н, и напряжение на нем имеют одно и то же направление.

Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения используют сглаживающие фильтры. В качестве основных элементов для фильтров применяют реактивные элементы - конденсатор и катушку индуктивности. Различают емкостные, индуктивные, комбинированные (Г-образные, П-образные) фильтры.

Емкостный фильтр представляет собой конденсатор, подключенный параллельно нагрузке. Физическая сущность работы конденсатора в фильтре заключается в том, что конденсатор заряжается при нарастании выпрямленного напряжения и разряжается при убывании этого напряжения, тем самым сглаживая пульсации выпрямленного напряжения.

Индуктивный фильтр. Катушка индуктивности (дроссель) включается последовательно с нагрузкой. Работа фильтра основана на том, что в дросселе вследствие изменения тока возникает ЭДС самоиндукции, направленная в сторону, противоположную току при его увеличении, и в сторону, совпадающую с током при его уменьшении. Таким образом, происходит сглаживание пульсаций.