Схемы выпрямления при питании от однофазной сети переменного тока. Однополупериодная схема. Принцип действия, кривые напряжения и токов, основные расчётные соотношения.

Простейшей схемой выпрямления является однополупериодная, которая изображена на рис. 10 при различных характерах нагрузки: активной, активно-емкостной. В зависимости от характера нагрузки соотноше­ние между всеми параметрами схемы выпрямления, так же как и в любой иной схеме, различны: Рис. 10.

При чисто активной нагрузке вентиль будет открыт в течение половины периода, когда потен­циал на его аноде положителен. Поэтому выпрямленное напряже­ние в течение этой половины пе­риода будет равно ЭДС вторич­ной обмотки трансформатора (рис. 11).

В течение другой половины пе­риода вентиль закрыт и напряже­ние на выходе выпрямителя рав­но нулю. Рис. 11.

Среднее значение выпрямленного напряжения:

где U₂ — действующее значение ЭДС вторичной обмотки транс­форматора.

Действующее значение тока вентиля и вторичной обмотки трансформатора:

По величине тока вторичной обмотки I₂ и напряжению U₂ мож­но определить мощность вторичной обмотки:

Действующее значение тока первичной обмотки трансформатора:

.

Габаритная мощность первичной обмотки:

Напряжение первичной обмотки отличается от напряжения вто­ричной обмотки в коэффициент трансформации раз, т. е.U₁=(w₁/w₂)U₂=nU₂ .

Если фильтр начинается с ин­дуктивности, нагрузочная харак­теристика выпрямителя будет рез­ко падающей, выпрямленный ток будет прерывистым, импульсы об­ратного напряжения с крутым фронтом. Поэтому схема с индук­тивным фильтром практического интереса не представляет.

На практике однополупериодная схема выпрямления приме­няется в основном с емкостным фильтром (рис.12). Емкость устанавливается на выходе вып­рямителя параллельно сопротив­лению нагрузки.

Рис. 12.

При работе схемы на активно-емкостную нагрузку вентиль от­крыт в интервале времени, когда напряжение вторичной обмотки превышает напряжение на емко­сти. Как только напряжение вто­ричной обмотки станет меньше напряжения на емкости, емкость разряжается на сопротивление нагрузки. & вентиль закрыт и конденса­тор разряжается на сопротивление на­грузки.

Ток в вентиле, равный току вторич­ной обмотки трансформатора (i_в=i₂), имеет форму синусоидального импульса длительностью 2q, много меньшей | половины периода.

К недостаткам данной схемы вып­рямления следует отнести: большую величину пульсации; низкую частоту пульсации; высокое обратное напряже­ние на вентиле; плохое использование трансформатора; вынужденное намаг­ничивание трансформатора. Преиму­ществом схемы является ее простота, минимальное число элементов и воз­можность работы без трансформатора.