Однополупериодный выпрямитель с простым С-фильтром (рис. 4.8) имеет круто падающую нагрузочную характеристику (зависимость выпрямленного напряжения от тока нагрузки) и значительный коэффициент пульсаций. Временная диаграмма однополупериодного выпрямителя с простым С-фильтром показана на рис. 4.9.
Рис. 4.8
Рис. 4.9
Разряд конденсатора фильтра определяется постоянной времени разряда
.
Коэффициент пульсаций вычисляется по формуле
.
Чем больше емкость конденсатора, тем меньше коэффициент пульсаций, но тем больше амплитуда зарядного тока через диод, а значит, и больше падение напряжения на выходном сопротивлении выпрямителя (рис. 4.9). В отсутствие нагрузки (на холостом ходу) напряжение на конденсаторе фильтра достигает 
. Такие выпрямители обычно применяются для построения вспомогательных (маломощных) источников питания.
Двухполупериодный выпрямитель с простым С-фильтром
Применение двухполупериодного выпрямителя с простым С-фильтром (рис. 4.10), вследствие удвоенной частоты пульсаций, позволяет уменьшить габариты сглаживающего фильтра. По сравнению с выпрямителем с выводом от средней точки, где обмотки трансформатора используются примерно на 35...40%, в мостовом выпрямителе обмотка работает оба полупериода, поэтому коэффициент ее использования достигает 80%. Кроме того, в нем можно использовать диоды с вдвое меньшим допустимым напряжением.
Рис. 4.10
Недостаток мостовой схемы – удвоение числа диодов по сравнению с выпрямителем с выводом от средней точки. Однако суммарное сопротивление постоянному току двух диодов и обмотки мостового выпрямителя чаще оказывается меньше сопротивления одного диода и обмотки выпрямителя с выводом от средней точки.
Временная диаграмма, иллюстрирующая работу однофазного мостового выпрямителя с емкостным фильтром, приведена на рис. 4.11.
Рис. 4.11
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
4.1. Запустить программу MultiSym. Загрузить схему исследования <ЛР№4 1.msm>. Появится схема, имеющая следующий вид:
4.2. Чтобы схема начала функционировать, необходимо нажать кнопку в верхнем правом углу окна 
.
4.3. Зарисовать осциллограммы входного и выходного сигналов без емкостного фильтра и с емкостным фильтром.
4.4. Измерить коэффициент пульсаций и коэффициент сглаживания. Для измерения постоянной и переменной составляющих напряжения использовать мультиметр.
4.5. Снять внешнюю характеристику схемы U Н= f (I Н).
4.6. Исследовать работу приведенной схемы с Г-образным LC-фильтром, П-образным LC-фильтром.
4.7. Открыть файл <ЛР№4 2.msm>. Появится схема, имеющая следующий вид:
4.8. Повторите пункты 4.3. – 4.5. для схемы 4.7.
4.9. Собрать самостоятельно схему двухполупериодного выпрямителя с выводом от средней точки и исследовать ее.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ
1. Объясните назначение выпрямителя.
2. Назовите основные характеристики выпрямителя.
3. Что такое коэффициент пульсаций и коэффициент сглаживания?
4. Какие недостатки и достоинства имеют однополупериодные схемы выпрямления?
5. Объясните влияние емкости конденсатора на коэффициент пульсаций в схеме однополупериодного выпрямителя.
6. Сравните двухполупериодные схемы выпрямления: мостовую и с выводом от средней точки.
7. Одинаковы ли частоты входного и выходного напряжений двухполупериодного выпрямителя?
8. Какая схема выпрямителя характеризуется наименьшей амплитудой пульсаций на выходе?
9. Объясните принцип действия сглаживающего С-фильтра.
10. Объясните принцип действия сглаживающего L-фильтра.
11. Объясните принцип действия сглаживающего LС-фильтра.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5
