Двухполупериодный выпрямитель

Анализируя временные диаграммы, приведенные на рис. 14.4, можно сде­лать вывод, что параметры выходного напряжения выпрямителя можно суще­ственно улучшить, если ток нагрузки будет протекать в оба полупериода дейст­вия входного напряжения. Этого наиболее просто добиться, используя две схе­мы однополупериодного выпрямления, работающие синхронно и противофазно на единую нагрузку. Реализация данной идеи потребует использования двух источников первичного напряжения U_вх=U_msin(ωt) и Uв_х=U_msin(ωt+π), имею­щих общую точку. Полученная таким образом схема (рис1 4.5,а) называется двухполупериодной схемой выпрямителя со средней точкой.

Рис. 14.5 Схема однофазного двухполупериодного выпрямителя со средней точкой (а) и временные диаграммы, поясняющие его работу (б)

В рассматриваемой схеме каждый диод проводит ток в течение половины периода. Тогда среднее напряжение равно удвоенному зна­чению среднего за период напряжения от интервала проводимости одного дио­да.

При этом, как видно из рис. 14. 5 ,б, частота первой (основной) гармоники, пульсирующего выходного напряжения u_н будет в 2 раза выше частоты входно­го напряжения и_вх, а коэффициент пульсаций выходного напряжения двухполупериодной схемы будет равен

kп2= Uн/Uн ср = 2/3 = 0,67

Так как в рассматриваемой схеме ток через каждый диод протекает в те­чение только половины периода, то его действующее значение будет таким же, что и в однополупериодной схеме выпрямителя.

Полученные выражения показывают, что эффективность двухполупериодного выпрямителя значительно выше однополупериодной схемы, что предо­пределило ее широкое использование.

К основным недостаткам рассмотренной схемы следует отнести:

• необходимость двух источников входного напряжения;

• высокое значение напряжения, прикладываемого к полупроводниковым диодам при их обратном смещении (U_дмакс ≈ 2U_m);

• малое значение напряжения U_cp, определяемого амплитудой U_m, в то время, как суммарная амплитуда входного напряжения схемы равна 2U_m.