Однофазная мостовая схема

При положительной полуволне ток протекает в направлении, указанном сплошными стрелками. При отрицательной полуволне – через , и .
Направления токов, текущих через нагрузку в течение обоих полупериодов, совпадают. представляет полусинусоиды , совпадает по форме с . Во вторичной обмотке протекает переменный синусоидальный ток, что обеспечивает хорошее использование трансформатора. Между анодом и катодом вентиля в непроводящем направлении приложено напряжение вторичной обмотки трансформатора. Поскольку формы кривых токов и напряжений в нагрузке те же, что и в двухполупериодной схеме с нулевым выводом,

(2.1.22)

Обратное напряжение на диоде:

, (2.1.23)

т.е. в два раза меньше, чем в двухполупериодной схеме.
Действующее значение тока вторичной обмотки:

(2.1.24)

Ток первичной обмотки:

Типовая мощность трансформатора:

(2.1.25)

Достоинства:

Мостовая схема может быть непосредственно включена в цепь переменного тока, если напряжение сети обеспечивает требуемую величину U0, т.к. по вторичной обмотке трансформатора не протекает постоянной составляющей тока. Обратное напряжение при одном и том же U0 ниже, чем в двухполупериодной схеме, в два раза. Типовая мощность трансформатора меньше, чем в других однофазных схемах.

Недостаток:

4 вентиля, поэтому потери в этой схеме немного больше, чем в
двухполупериодной с нулевым выводом.

2.1.4 Трехфазная схема выпрямления с нулевым выводом.

Трехфазная схема выпрямления с нулевым выводом содержит трехфазный трансформатор, 3 вентиля и нагрузку . Вторичная обмотка обязательно соединяется звездой.

Рассмотрим работу схемы. На рисунке изображена трехфазная система напряжений вторичных обмоток трансформатора. В момент , когда положительно, а и отрицательны, ток будет проходить только через вторичную обмотку и . Мгновенное значение этого тока:

(2.1.26)

Вследствие протекания тока потенциал катода будет равен потенциалу его анода, т.е. . Т.к. катоды вентилей всех фаз объединены, то потенциалы катодов и тоже будут равны . Поэтому пока напряжение фаз и меньше напряжения , вентили и не будут проводить ток. В момент . Вентиль начинает проводить ток, направление которого в нагрузке совпадает с направлением тока в предыдущую треть периода. К оказывается приложенным отрицательное напряжение ( ) и он заперт. Точно также в момент проводящим становится , а заперт. Всегда работает тот вентиль, анод которого находится под наиболее положительным потенциалом. Вентиль работает 1/3 периода. Токи вентилей складываются в ток нагрузки ( ). Напряжение на вентиле в проводящую часть периода равно нулю. В остальное время (2/3 периода) напряжение на аноде определяется потенциалом этой фазы, а на катоде - потенциалом фаз проводящих вентилей, т.е.

(ток проводит )

(ток проводит )

Максимальное обратное напряжение на вентиле равно амплитуде линейного напряжения, т.е.

(2.1.27)

Постоянная составляющая выпрямленного напряжения:

(2.1.28)

Максимальный ток диода:

(2.1.29)

Форма тока во вторичной обмотке трансформатора совпадает с формой тока вентиля. Ток в первичной обмотке имеет ту же форму, но без постоянной составляющей. Частота пульсаций в 3 раза выше частоты сети.

Коэффициент пульсации:

(2.1.30)

Основным недостатком трехфазной схемы является наличие потока вынужденного намагничивания трансформатора, создаваемого протекающей через вторичную обмотку некомпенсированной постоянной составляющей. Типовая мощность поэтому в 1,35 раз выше мощности, выделяемой в нагрузке.
(2.1.31)