Реферат

на тему:

“Випрямлячі”

Випрямлячі перемінної напруги.

Випрямлячі використовуються в блоках харчування радіоелектронних пристроїв для перетворення перемінної напруги в постійне. Схема будь-якого випрямляча містить 3 основних елементи:

Силовий трансформатор – пристрій для чи зниження підвищення напруги живильної мережі і гальванічної розв'язки мережі з апаратурою.

Випрямний елемент (вентиль), що має однобічну провідність – для перетворення перемінної напруги в пульсуюче.

Фільтр – для згладжування пульсуючого напруги.

Випрямлячі можуть бути класифіковані по ряду ознак:

за схемою випрямлення – однополуперіодні, двухполуперіодні, бруківки, з подвоєнням (множенням) напруги, багатофазні й ін.

По типі випрямного елемента – лампові(кенотронні), напівпровідникові, газотроні й ін.

По величині випрямленої напруги – низької напруги і високого.

По призначенню -для харчування анодних ланцюгів, ланцюгів сіток, що екранують, ланцюгів керуючих сіток, колекторних ланцюгів транзисторів, для зарядки акумуляторів і ін.

Основні характеристики випрямлювачів:

Основними характеристиками випрямлювачів є:

Номінальна напруга постійного струму – середнє значення випрямленного напруги, задана технічними вимогами. Звичайно вказується напруга до фільтра U0 і напруга після фільтра (чи окремих його ланок – U. Визначається значенням напруги, необхідним для що живлятьсявипрямителем пристроїв.

Номінальний випрямленний струм I0 – середнє значення випрямленного струму, тобто його постійна складова, заданими технічними вимогами. Визначається результуючим струмом усіх ланцюгів що живляться випрямителем.

Напруга мережі Uсети – напруга мережі перемінного струму, що харчує випрямлювач. Стандартне значення цієї напруги для побутової мережі –220 вольтів з відхиленнями, що допускаються, не більш 10 %.

Пульсація – перемінна складова чи напруги струму на виході випрямляча. Це якісний показник випрямляча.

Частота пульсацій – частота найбільше різко вираженої гармонійний складової чи напруги токи на виході випрямляча. Для самої простой-однополуперіодної схеми випрямляча частота пульсацій дорівнює частоті живильної мережі. Двухполуперіодні, мостові схеми і схеми подвоєння напруги дають пульсації, частота яких дорівнює подвоєній частоті живильної мережі. Багатофазні схеми випрямлення мають частоту пульсацій, що залежить від схеми випрямляча і числа фаз.

Коефіцієнт пульсацій – відношення амплітуди найбільше різко вираженої гармонійний складової чи напруги токи на виході випрямляча до середнього значення чи напруги струму. Розрізняють коефіцієнт пульсацій на вході фільтра (p0 % ) і коефіцієнт пульсацій на виході фільтра (p %). Значення коефіцієнта, що допускаються, пульсацій на виході фільтра визначаються характером навантаження.

Коефіцієнт фільтрації (коефіцієнт згладжування) – відношення коефіцієнта пульсацій на вході фільтра до коефіцієнта пульсацій на виході фільтра k з = p0 / p. Для багатоланкових фільтрів коефіцієнт фільтрації дорівнює добутку коефіцієнтів фільтрації окремих ланок.

Коливання (нестабільність) напруги на виході випрямляча -зміна напруги постійного струму щодо номінального. При відсутності стабілізаторів напруги визначаються відхиленнями напруги мережі.

Схеми випрямлювачів.

Випрямлячі, застосовувані для однофазної побутової мережі виконуються по 4 основним схемам: однополуперіодної, двухполуперіодної з нульовою крапкою(чи просто- двухполуперіодної), двухполуперіодної бруківки(чи просто –бруківки, рідше називається як “схема Греца”), і схема подвоєння(множення) напруги(схема Латура). Для багатофазних промислових мереж застосовуються два різновиди схем: Однополуперіодна багатофазна і схема Ларионова.

Найчастіше використовуються трифазні схеми випрямлювачів.

Основні показники, що характеризують схеми випрямлювачів можуть бути розбиті на 3 групи:

Стосовні до усьому випрямителю в цілому: U0 -напруга постійного струму до фільтра, I0 – середнє значення випрямленного струму, p0 – коефіцієнт пульсацій на вході фільтра.

Визначальні вибір випрямного елемента (вентиля): Uобр – зворотна напруга (напруга на випрямному елементі(вентилі) у непровідну частину періоду), Iмакс – максимальний струм минаючий через випрямний елемент (вентиль) у провідну частину періоду.

Визначальні вибір трансформатора: U2 – діюче значення напруги на вторинній обмотці трансформатора, I2 – діюче значення струму у вторинній обмотці трансформатора, Pтр – розрахункова потужність трансформатора.

Основні характеристики різних схем випрямлення.

Порівняння схем випрямлення й орієнтований розрахунок випрямляча можна зробити використовуючи дані з таблиці. 

Тип схеми | Uобр | I макс | I 2 | U 2 | C 0 * | P0 % | U C0

Однополуперіодна | 3 U0 | 7 I 0 | 2 I 0 | 0,75U0 | 60 I 0/U0 | 600 I0
ЇЇЇЇЇЇ
U0 *C0 | 1,2U0

Двухполуперіодна | 3 U0 | 3,5 I 0 | I 0 | 0,75U0 | 30 I 0/U0 | 300 I0
ЇЇЇЇЇЇ
U0 *C0 | 1,2U0

Бруківка | 1,5 U0 | 3,5 I 0 | 1,41 I 0 | 0,75U0 | 30 I 0/U0 | 300 I0
ЇЇЇЇЇЇ
U0 *C0 | 1.2U0

Подвоєння напруги | 1,5 U0 | 7 I 0 | 2,8 I 0 | 0,38U0 | 125 I 0/U0 | 1250 I0
ЇЇЇЇЇЇ
U0 *C0 | 0,6U0

* Значення ємності конденсатора розраховане для P0 % = 10 %

Задавши значенням напруги на виході випрямляча U0 і значенням номінального струму в навантаженні(середнього значення випрямленного струму) I 0, можна без праці визначити напруга вторинної обмотки трансформатора, струм у вторинній обмотці, максимально припустимий струм вентилів, зворотна напруга на вентилях, а також робоча напруга конденсатора фільтра. Задавши необхідним коефіцієнтом пульсацій, можна розрахувати значення ємності на виході випрямляча.

Однополуперіодний випрямлювач.

Принципова схема й осцилограми напруги в різних крапках випрямляча приведені на малюнку.

U2 - Напруга на вторинній обмотці трансформатора

Uн – Напруга на навантаженні.

Uн0 – Напруга на навантаженні при відсутності конденсатора.

Як видно на осцилограмах напруга з вторинної обмотки трансформатора проходить через вентиль на навантаження тільки в позитивні напівперіоди перемінної напруги. У негативні напівперіоди вентиль закритий і напруга в навантаження подається тільки з зарядженого в попередній напівперіод конденсатора. При відсутності конденсатора пульсації випрямленного напруги досить значні.

Недоліками такої схеми випрямлення є: Високий рівень пульсації випрямленного напруги, низький КПД, значно більший, ніж в