Мостовая схема выпрямления

Принципиальная схема однофазного двухтактного выпрямителя при различном типе нагрузки (активной и активно-емкостной) изображена на рис. 1.1. Схема представляет собой мост вентилей, в одну диагональ которого включена нагрузка, а в другую – переменное напряжение от вторичной обмотки сетевого трансформатора.

Рисунок 1.1 – Схема однофазного двухтактного выпрямителя

При выпрямлении положительного полупериода переменного напряжения ток проходит по следующей цепи: верхний вывод вторичной обмотки – вентиль VD1 – верхний вывод нагрузки – нагрузка – нижний вывод нагрузки – вентиль VD4 – нижний вывод вторичной обмотки – обмотка. При выпрямлении отрицательного полупериода переменного напряжения ток проходит по следующей цепи: нижний вывод вторичной обмотки – вентиль VD3 – верхний вывод нагрузки – нагрузка – нижний вывод нагрузки – вентиль VD2 – верхний вывод вторичной обмотки – обмотка.

Трансформатор не является принципиально необходимым элементов схемы и нужен только для создания требуемой величины напряжения е₂ на входе выпрямителя, а так же для обеспечения гальванической развязки между питающей сетью и нагрузкой выпрямителя.

На рис. 1.2 приведены графики изменения напряжений и токов в мостовой схеме выпрямителя с различного типа нагрузкой.

Рисунок 1.2 – Мостовая схема выпрямителя с нагрузкой:

а) активной; б) активно-емкостной

Для активной нагрузки среднее значение выпрямленного напряжения и действующим значением напряжения на вторичной обмотке трансформатора:

, . (1)

Среднее значение тока через нагрузку .

Поскольку ток протекает через диоды поочередно, средний ток через каждый диод составит

, . (2)

Ток в нагрузке протекает в течение обоих полупериодов переменного напряжения, как и ток во вторичной обмотке трансформатора имеющий форму синусоиды. Действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора

. (3)

При работе схемы на активно-емкостную нагрузку все основные параметры выпрямителя являются функцией угла отсечки, поэтому справедливы формулы, приведенные в лабораторной работе №1.

Максимальное обратное напряжение на каждом из закрытых диодов имеет такое значение, что и в однофазном однотактном выпрямителе.