Двухполупериодный выпрямитель и принцип его работы

Выпрямителем называют преобразователи электрической энергии, представляющие собой полупроводниковые или электровакуумные устройства, преобразовывающие переменный входной ток в постоянный выходной. Двухполупериодный выпрямитель строят по полумостовой или мостовой схеме, подробное образование которой мы и рассмотрим.

Видео: Лекция 31. Однополупериодный выпрямитель

Суть и устройство двухполупериодных выпрямителей

Большая часть указанных приборов создаёт однонаправленное пульсирующее напряжение. Чтобы сгладить пульсацию, используют специальные фильтры.
Для улучшения параметров выпрямителя необходимо обеспечение протекания тока к обоим полупериодам входного напряжения. С этой целью используются два типа схем однополупериодного выпрямления, которые работают как противофазно, так и синхронно с единой нагрузкой.

При таком включении потребуется два источника первичного напряжения, которые будут обладать общей точкой. Такая схема носит название «двухполупериодный выпрямитель со средней точкой». При этом среднее значение напряжения тока в нагрузочных резисторах при двухполупериодном выпрямлении будет превышать подобные показатели однополупериодной схемы вдвое.

Необходимо отметить, что у двухполупеиодной схемы, обладающей средней точкой, есть свои отрицательные моменты. Когда ток минует один диод, на противоположном обратное напряжение в пиковой фазе достигает своего удвоенного входного максимального напряжения, о чём необходимо помнить, выбирая диоды для выпрямителя.

В связи с этим рассмотрим более детально двухполупериодный выпрямитель, обладающий металлоёмкой схемой, имеющей большое активное эквивалентное внутренне сопротивление. Это обуславливает наличие больших потерь, связанных со значительным нагревом обмотки трансформатора.

При построении такой схемы, обладающей сглаживающим конденсатором, необходимо учитывать то, что измерение переменного напряжения всегда осуществляется в действующих значениях, которые значительно меньше максимальной амплитуды. При отсутствии нагрузки на конденсаторе выпрямленное напряжение всегда равно амплитудному. Это означает, что двухполупериодный выпрямитель, имеющий однофазный переменный ток 12 В на конденсаторе, при отсутствии нагрузки получит напряжение, равное 17 В. Исходя из этого, можно сделать вывод о том, что под нагрузкой выпрямленное напряжение снижается, но не становится меньше существующего напряжения переменных токов и будет определяться ёмкостью сглаживающего конденсатора.

Видео: Мостовой выпрямитель

Схему такого выпрямителя можно описать следующим образом. С целью подавления помех первичная обмотка трансформатора подключается к фильтру, в состав которого входят два конденсатора с присоединённой средней точкой к земле. Они в обязательном порядке однополярные, а с целью уменьшения вероятности пробоя номинальное напряжение у них составляет 200 В.

Как правило, включатель устанавливается перед конденсатором, что необходимо для воспрепятствования подачи сетевого напряжения при работающем выпрямителе на конденсаторы. Двухполупериодный выпрямитель имеет вторичную обмотку трансформатора с центральным выводом, но при мостовой схеме в данном выводе нет необходимости. Фильтром для выпрямителя служат два конденсатора и последовательный резистор. Однако при низком уровне пульсации допустимо добавление на выходе ещё одного конденсатора и резистора.

Так как электрические машины работают сообразно принципу обратимости, выпрямители напряжениявместе с инвертором являются двумя типами электрической машины. Инвертором называют устройство, преобразовывающее постоянное напряжение в переменное.