Теоретичні відомості
Призначенням випрямляча є перетворення перемінної напруги в постійну. На рис.9.6 приведена схема випрямного пристрою.
 |
Рис.9.6. Функціональна схема випрямного пристрою.
Позначення на схемі: Тр - трансформатор, призначений для зміни (звичайно зниження) живильної напруги мережі з метою одержання заданої величини вирівняної напруги на навантаженні; В - власне випрямляч, що перетворює перемінну напругу в постійну; СФ – згладжувальний фільтр, призначений для зменшення пульсацій вирівняної напруги – стабілізатор, що підтримує постійну напругу чи струм на навантаженні; Н – навантаження.
Основні параметри випрямлячів
1. Середнє значення вирівняного струму і напруги Id і Ud.
2. Потужність навантажувального пристрою Pd = IdUd (1)
3. Амплітуда основної (першої) гармоніки вирівняної напруги Un1m .
4. Коефіцієнт пульсацій вирівняної напруги kn= Un1m / Ud (2)
5. Діюче значення струму і напруги первинної і вторинної обмоток трансформатора I1 , U1 і I2, U2.
6. Типова потужність трансформатора
STP = 0,5(S1 + S2 ), (3)
де S1, S2 - типові потужності первинної і вторинної обмоток трансформатора : S1=I1U1 ; S2=I2U2
7. Коефіцієнт корисної дії випрямляча
, (4)
де Ртр, Рд - втрати відповідно в трансформаторі і діодах.
8. Коефіцієнт трансформації kтр=w2/w1 =U20/U1, (5)
де w1 та w2 –кількість витків відповідно первинної та вторинної обвиток трансформатора; U1=Е1 – діюче значення напруги на первинній обкладці трансформатора (U1 дорівнює е.р.с. Е джерела живлення на вході випрямляча; U20 – напруга на вторинній обвиті трансформатора при холостому ході (ХХ), коли U1=Е1, вторинна обвитка розімкнута (І2= 0).
При навантаженні трансформатора (І2≠ 0) діюче значення напруги на вторинній обвитці трансформатора U2 буде дещо менше напруги U20 при ХХ і і коефіцієнт трансформації, розрахований як відношення kтр=U2/U1 (6)
буде дещо більше істинного; тут U2=1,1Ud, де Ud - середнє значення вихідної напруги Ud випрямляча.
Середнє значення вихідної напруги Ud (постійна складова) однонапівперіодного випрямляча (рис. 9.7) обчислюється за формулою:
Ud= 0,45U2, (7)
де U2 – діюче значення напруги на вторинній обвитці трансформатора.
Значення Ud двонапівперіодного випрямляча (рис. 9.8) удвічі більше:
Ud= 0,9U2. (8)
Частота вихідного сигналу f для схеми з однонапівперіодним або двонапівперіодним випрямлячем обчислюється як величина, зворотна періоду вихідного сигналу: f = 1/Т. При цьому період сигналу на виході однонапівперіодного випрямляча в два рази більший, ніж у двонапівперіодного. Максимальна зворотна напруга на діоді однонапівперіодного випрямляча рівна:
Uзв.max= π Ud= π (0,45U2)=1,41U2. (9)
Максимальна зворотна напруга Uзв.max на кожному діоді двонапівперіодного випрямляча з відведенням від середньої точки трансформатора в 2 рази більша:
Uзв.max= π Ud= π (0,9U2)=2,82U2 , (10)
де Unp=0,4-0,8В – пряме падіння напруги на відкритому кремнієвому діоді (для розрахунків звичайно беруть середнє значення Unp≈ 0,6В).
