ОДНОПОЛУПЕРИОДНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ

На рис. 18.2 представлена схема однополупериодного выпрямителя. Переменное синусоидальное напряжение и₂ (рис. 18.3, а) подают на диод Д. За счет односторонней проводимости диодов ток I₂ (рис. 18.3, б)

проходит только в положительные полупериоды напряжения U₂ и, следовательно, имеет импульсную форму. Постоянная составляющая этого тока Iо определяет средним значением тока i₂проходящего через нагрузку R_H за полупериод.

Средним значением тока i₂ называется среднее арифметическое значение из всех мгновенных значений за полупериод:

Постоянная составляющая выпрямленного напряжения на R_Н определяется законом Ома:

U₀=I₀ R_H = 0,318 I₂_M R_H.

Найдем соотношение между U₀ и действующим значением напряжения на зажимах вторичной обмотки трансформатора и₂. Так как R_н»»R_{ПР Д} (R _{ПР Д} — прямое сопротивление диода), то I₂_M R_H ≈ U₂_M. Следовательно, Uo = 0,318 U₂_M = U₂_m/π. Но U₂_M = √2U₂, откуда

Uo = √2U₂/π = 0,45U₂. (18.2)

Значения U₀ задают при расчете выпрямителя. На основании (18.2) определяют U₂ и по известному значению напряжения сети U_Cопределяют коэффициент трансформации k = U₂/U_с.

Ранее было установлено, что полупроводниковые диоды характеризуются допустимым обратным напряжением U_o_бр.д. Во время отрицательного полупериода напряжения U₂ диод Д находится под действием обратного напряжения, максимум которого равен U₂_M, так как R_o_бР.д»»R_н. Следовательно, U_o₆_p._m = U₂_m = 3,14U₀.

Отсюда следует, что при выборе диода для работы в схеме однополупериодного выпрямления надо соблюдать неравенство U_о6р._д > 3,14U_о

Если такой диод подобрать не удается, прибегают к последовательному включению нескольких диодов.

Среднее значение тока, проходящего через диод, не должно превышать I_срд. Для однополупериодного выпрямителя I_ср = I₀ и, следовательно, Iо ≤ Iс_Р._д.

Если последнее неравенство не выполняется для диодов имеющихся типов, необходимо выключить несколько диодов параллельно.

Важным параметром, характеризующим работу выпрямителя, является коэффициент пульсации

k_П= U_1m/U₀, (18.3)

где U₁_m— амплитуда первой гармоники переменного напряжения на нагрузке выпрямителя (импульсное напряжение на нагрузке может быть разложено в ряд Фурье). Так как для однополупериодного выпрямителя U₁_m = U₂_m/2 = πUo/2=l,57Uo, то на основании (18.3) получаем k_П=1,57.

Таким образом, k_Пдля однополупериодного выпрямителя велик, что является главным недостатком данной схемы.

Наряду с этим в таком выпрямителе плохо используются обмотки трансформатора. Действительно, согласно (18.1), так как при однополупериодном выпрямлении I₂_m = 2I₂, то Iо = 0,636I₂, т. е. постоянная составляющая значительно меньше действующего значения тока во вторичной обмотке.