Двухполупериодная однотактная схема

Эта схема, или, как её часто называют, "схемой со средней точкой" приведена на рис.5. Схема состоит из трансформатора Тр с выводом от середины вторичной обмотки и двух вентилей B1 и В2. Она представляет собой сочетание двух однополупериодных выпрями­телей, работающих на общую нагрузку. По числу фаз вторичной об­мотки трансформатора схема является двухфазной, так как напряже­ния, питающие каждый из выпрямителей, сдвинуты по фазе на 180°. В то же время схема является однотактной, так как ток в каждой поло­вине вторичной обмотки протекает лишь в течение одной половины по­лупериода.

На рис.6а показаны кривые напряжения и между концами каждой из двух половин вторичной обмотки, равные по величине и противоположные по фазе.

На рис.6б приведены кривые выпрямленного тока и напряжения в оба полупериода, так как вентили В1 и В2 работают поочередно.

На рис.6в и рис.6г приведены графиков токов через вентили и соединенные с ними последовательно половины обмоток трансформатора.

На рис.6д приведены графики обратного напряжения между электродами вен­тиля В2. В течение первого полупе­риода, когда работает вентиль В1, анод вентиля В2 находится под отрицательным потенциалом. В то же время катод вентиля В2 имеет положительный потенциал, равный положительному потенциалу нагрузки. Таким образом, в те­чение первой половины периода вентиль В2 находится под обратным напряжением, равным разности потенциалов между концами вторичной обмотки трансформатора. Максимальное значение разности потенциалов между концами вторичной обмотки трансформатора равно удвоенному амплитудному значению напряжения на одной половине вторичной обмотки. Это справедливо и для вентиля B1 во второй полупериод. Из рис.6б видно, что

-напряжение на зажимах одной половины обмотки

;

Достоинства двухполупериодной схемы перед однополупериодной:

1.Амплитудное значение тока через вентиль уменьшается вдвое.

2. Лучшее использование трансформатора и отсутствие намагничивания сердечника.

3.Уменьшается размер фильтра вследствие уменьшения более чем в два раза коэффициента пульсации (К =0,67, ).

По величине , приходящегося на один вентиль, обе схемы равноценны. Недостатки схемы: необходимость вывода средней точки вторичной обмотки трансформатора и наличие в схеме двух вентилей.

ОДНОФАЗНАЯ МОСТОВАЯ СХЕМА

Двухполупериодное выпрямление может быть осуществлено также при помощи однофазной мостовой схемы выпрямления, приведенной на рис.7. Выпрямитель содержит четыре вентиля В1, В2, ВЗ, В4 и транс­форматор ТР. В отличие от ранее рассмотренных, схема является двухтактной, так как ток во вторичной обмотке протекает как в положительную, так и в отрицательную часть периода.

i 0

На рис.8а показаны графики напряжения на зажимах вторичной обмотки . В первый полупериод, когда потенциал точки «а» положительный, а потенциал точки «б» отрицательный, ток проходит через вентиль В1, нагрузку и вентиль В2 в направлении, указанном сплошными стрелками. Вентили В3 и В4 в это время не работают и находятся под обратным потенциалом. В следующий полупериод, когда потенциал точки «б» становится положительным, точки «а» отрицательным, ток проходит через вентиль В3, нагрузку и вентиль В4 в направлении, указанном пунктирными линиями. Вентили В1 и В2 в это время находятся под обратным напряжением. Видно, что в оба полупериода токи через нагрузку текут в одном направлении. На рис.8б приведены кривые выпрямленного тока и напряжения . На рис.8в и рис.8г приведены диаграммы токов через вентили В1, В2, В3, В4. Ток во вторичной обмотке трансформатора протекает в течение обоих полупериодов и является синусоидальным, рис.8д. На рис.8е приведена форма обратных напряжений между электродами вентилей В1 и В2. В течение второго полупериода, когда работают вентили В3 и В4, анод вентиля В1, соединенный с точкой «а» вторичной обмотки, находится под отрицательным потенциалом. В это же время катод вентиля В2 имеет положительный потенциал, равный потенциалу точки «б» вторичной обмотки (т. к. падение напряжения в вентиле В4 при прямом токе равно нулю). Таким образом, в течение первого полупериода вентиль В2 находится под обратным напряжением, равным разности потенциалов между концами вторичной обмотки трансформатора. Этот вывод справедлив и для вентилей В1, В3 и В4.

Т. к. выпрямленное напряжение имеет такую же форму, как и в схеме со средней точкой, то , . Действующее значение тока найдём из выражения:

 

Обратное напряжение вентиля:

.

Однофазная мостовая схема имеет следующие преимущества перед двухполупериодной схемой:

1.Напряжение на зажимах вторичной обмотки вдвое меньше.

2. , приходящееся на один вентиль в 2 раза меньше ();

3.Лучшее использование трансформатора, если можно осуществлять выпрямление без трансформатора.