А-реальная , б-идеальная .

. С целью дальнейшего упрощения иногда принимают U_gH » 0 и тогда точка В смещается в начало координат. Как следуетиз такой аппроксимация ВАX, диод представляют элементом с односторонней проводимостью, его внутреннее сопротивление на участке ВА стремится к бесконечности, а на участке ВС сравнительно мало.

На рис. 4 приведены временные диаграммы напряжений и токов в выпрямителе,

работающем на емкостную нагрузку. В интервале времени t₂ – t₁, соответствующем изменению фазового угла wt₂ – wt₁, диод открыт и через него протекают токи нагрузки и заряда конденсатора С . Постоянная времени заряда t_зар = С(R_H ||R_пот), где сопротивление потерь

R_пот = Rпр.ср.+Rтр (Rтр - активное сопротивление потерь трансформатора). Практически всегда R_пот £ R_Hиt_зар @ С(R_H ||R_пот. В остальную часть периода диод закрыт. В течение этого времени конденсатор разряжается t_разр » С(R_H ||R_обр+R_тр)).

Поскольку у правильно выбранных диодов их обратное сопротивление R_обр³R_тр+R_H, постоянная времени разряда t_разр » СR_Hи t _разр <<t_зар-т.е. процессы заряда и разряда конденсатора С идут с разной скоростью. Следовательно, появляется постоянная составляющая напряжения U_c , на диоде обратное напряжение .может достигать величины U_обр=2U_2m. Поэтому диод выбирают с U_{обр.макс}>2U_2m. Фазовый угол, в течение которого диод открыт, обозначается 2q=wt₂-wt₁, где q - угол отсечки. Чем меньше q . тем больше U₀ и меньше пульсации. Поэтому q желательно уменьшать.

В установившемся режиме площади под кривыми тока заряда конденсатора I_сз и тока разряда I_cр одинаковы. Основные расчетные параметры выпрямителя являются функциями коэффициента , где m=1для однополупериодного и m = 2 для двухполупериодного выпрямителей.

С помощью этого параметра определяют необходимые значения:

I_m - максимального импульса тока через диод;

I₂ - действующего значения тока вторичной обмотки трансформатора;

E₂ - действующего значения ЭДС вторичной обмотки.

С помощью коэффициента A(q) при расчетах определяюти коэффициент пульсаций, равный отношению напряжения первой гармоники к постоянной составляющей выпрямленного напряженияU₀'

.

Выходное сопротивление , где DU₀ и DI₀,находят по нагрузочной характеристике источника U₀=f(I₀); U₀ иI₀ - напряжение и ток нагрузки.

На рис. 26 приведена схема двухполупериодного мостовоговыпрямителя. Ее особенностью является то, что за период через диоды протекают два импульса тока. В одном полупериоде ток течет через диода V2и V3 (пунктирные стрелки), в другом – через диоды V1и V4. Частота пульсаций выше в два раза, а величина их меньше. Обратное напряжение на диодах ниже в две раза U_{обр.макс}>2U_2m по сравнению с однополупериодной схемой. Еще одной особенностью этой схемы является отсутствие в трансформаторе постоянного подмагничивания, так как ток вторичной обмотки в полупериодах протекает в противоположных направлениях.

Для уменьшения пульсации выходного напряжения между выпрямителем и нагрузкой часто включают сглаживающий фильтр. Качество сглаживания определяется коэффициентом сглаживания, равным отношению коэффициента пульсации на входе фильтра к коэффициенту пульсации на его выходе

Например, простой LC -фильтр, представляющий собой последовательно о нагрузкой включенный дроссель и параллельно c нагрузкой включенный конденсатор, существенно уменьшает пульсации, поскольку для постоянной составляющей U₀ сопротивление дросселя близко к 0, а конденсатора - к бесконечности, для пульсирующей - наоборот, поэтому постоянная составляющая проходит через фильтр практически без изменений, а пульсирующая существенно уменьшается.

Использование электронного стабилизатора позволяет значительно уменьшить к_п, R_вых, а также зависимость U₀ от колебаний напряжения сети и тока нагрузки. Качество стабилизации оценивается коэффициентом стабилизации при постоянном токе нагрузки

где DU_вых - приращение U₀при измененииU_вх на величину DU_вх ;

U_вх.ном ; U_{вых.ном} - номинальные значения напряжений.

Рис. 5. вольт-амперная характеристика стабилитрона

Простейшим электронным стабилизатором является параметрический стабилизатор (рис. 5а), состоящий из балластного сопротивления R_б и стабилитрона. Он устанавливается в источнике питания между нагрузкой и выпрямителем со сглаживающим фильтром, если таковой имеется. В этой схеме используется свойство обратно смещенного стабилитрона сохранять напряжение в области пробоя практически неизменным при значительных избиениях протекающего через него тока (рис. 56, обратная ветвь ВАХ стабилитрона в области U_ст). При отклонении U_вх от номинального значения почти все приращение входного напряжения падает на R_б , а выходное напряжение практически не меняется. При изменении тока нагрузки I₂ (U_вх – const) перераспределение тока между стабилитроном и нагрузкой (изменяется Icт ) почти без изменения общего тока I₁ . Следовательно, напряжение на нагрузке остается практически постоянным. Коэффициент стабилизации параметрического стабилизатора определяется по формуле

где r_g - динамическое сопротивление стабилитрона.

Выходное сопротивление стабилизатора R_вых=R_б||r_g»r_gтак как r_g<<R_б.