Мостовой однофазный выпрямитель: 6 Однофазные выпрямители и сглаживающие фильтры — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

6 Однофазные выпрямители и сглаживающие фильтры

Тема: Однофазные выпрямители и сглаживающие фильтры.

Вопрос 1. Общие сведения.

Выпрямителем называют устройство, предназначенное для преобразования электрической энергии источника переменного тока в электрическую энергию, потребляемую приемником постоянного тока. Такое преобразование необходимо в том случае, когда первичным источником электроэнергии является однофазная (трехфазная) сеть или автономный генератор переменного тока, а потребитель электроэнергии работает на постоянном токе.

Для потребителей постоянного тока мощностью до нескольких сотен ватт используют однофазные выпрямители, подключаемые к однофазной сети переменного тока. Однофазные выпрямители, как правило, входят в состав источников вторичного электропитания (ИВЭ) радио- и телевизионных, измерительных, вычислительных электронных устройств, применяют для питания электродвигателей постоянного тока, зарядки аккумуляторных батарей и др.

Для потребителей постоянного тока мощностью более 1 кВт используют трехфазные выпрямители, подключаемые к промышленной трехфазной сети.

Структурная схема традиционного однофазного источника питания постоянного тока представлена на рис.4.1.

Основным и обязательным элементом схемы является выпрямитель (В) на полупроводниковых вентилях. Принцип действия любого выпрямителя основан на односторонней проводимости вентилей, преобразующих переменный ток в пульсирующий ток постоянного направления. Для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения после выпрямителя может быть включен сглаживающий фильтр (Ф), а при необходимости постоянства величины напряжения U_н на нагрузке — стабилизатор напряжения (Ст). Выпрямитель подключается к питающей сети переменного тока через трансформатор (Т) в случае, если требуется преобразование уровня напряжения питающей сети U_с к необходимому уровню напряжения нагрузки U_н, а также для электрического разделения цепей.

Основными недостатками выпрямителей с трансформаторным входом являются большие габариты, масса трансформатора и сглаживающего фильтра. В малогабаритных ИВЭ электронной аппаратуры применяют схемы с бестрансформаторным входом, работа которых основана на многократном преобразовании электрической энергии. В таких схемах выпрямитель подключен непосредственно к питающей сети, а согласование уровней напряжений сети и нагрузки производится трансформатором на повышенной промежуточной частоте переменного тока, что позволяет значительно уменьшить габариты и массу трансформатора и фильтра.

принцип работы, типы и схемы

Принцип работы

Видя, что 3-фазный источник питания — это просто три однофазные комбинации, мы можем использовать это многофазное свойство для создания 3-фазных цепей выпрямителя.

Как и в случае однофазного выпрямления, в трехфазном выпрямлении используются диоды, тиристоры, транзисторы или преобразователи для создания полуволновых, двухволновых, неконтролируемых и полностью управляемых выпрямительных цепей, преобразующих данный трехфазный источник питания в постоянный выходной уровень постоянного тока. В большинстве случаев трехфазный выпрямитель подается напрямую от электросети или от трехфазного трансформатора, если подключенная нагрузка требует другого уровня выхода постоянного тока.

Как и в случае предыдущего однофазного выпрямителя, наиболее простой трехфазной выпрямительной схемой является схема неуправляемого полуволнового выпрямителя, в которой используются три полупроводниковых диода, по одному диоду на фазу, как показано ниже.

Принцип работы диодного моста

Диод в цепи переменного напряжения

Итак, в статье про диод мы рассматривал, что будет на выходе диода, если подать на него переменный ток. Для этого мы даже собирали вот такую схему, где G – это синусоидальный генератор. С клемм X1 и X2 уже снимали сигнал.

Мы на диод подавали переменное напряжение.

А на выходе после диода получали уже вот такой сигнал.

То есть у нас получилось вот так.

Да, мы получили постоянный ток из переменного, но стоило ли это того? В этом случае у нас получился постоянный пульсирующий ток, где половина мощности сигнала была вообще вырезана.

Как работает диодный мост в теории

Как вы знаете, переменный ток меняет свое направление несколько раз в секунду. Поэтому, его можно разбить на положительные полуволны и отрицательные полуволны. Положительные полуволны я пометил красным, а отрицательные – синим.

Для того, чтобы диодный мост работал, ему нужна какая-либо нагрузка. Пусть это будет резистор. Следовательно, когда на диодный мост приходит положительная полуволна, протекание тока через него будет выглядеть вот так.

Как вы видите, при положительной полуволне не задействованы диоды, которые я показал штриховой линией.

После положительной полуволны приходит отрицательная полуволна, и в этом случае протекание тока в диодном мосте выглядит так.

В этом случае, диоды, которые работали при положительной полуволне, при отрицательной полуволне они отдыхают). Эстафету принимает на себя другая пара диодов. Можно даже сказать, что в диодном мосте они работают попарно. Одна пара диодов работает на положительную полуволну, а другая пара – на отрицательную.

Обратите внимание на нагрузку. На нее всегда приходит одна и та же полярность тока при любом стечении обстоятельств

Работа диодного моста на практике

Давайте и мы посмотрим, что получается на выходе диодного моста, если подать на него переменное напряжение. Для этого возьмем 4 простых кремниевых диода и соединим их в диодный мост

Важно, чтобы диоды были одной марки

На вход диодного моста будем подавать переменное напряжение, и посмотрим, что у нас получается на выходе.

Итак, на вход я подаю вот такой сигнал.

На выходе получаю постоянное пульсирующее напряжение.

Здесь мы видим, что отрицательная полуволна в диодном мосте не срезается, а превращается в положительную. Мощность сигнала при этом не теряется, так как отрицательная полуволна просто инвертируется в положительную полуволну. Ну разве не чудо?

Наблюдательный читатель также может заметить, что амплитуда сигнала чуть-чуть просела. Если мы на вход подавали синусоидальный сигнал с амплитудой в 6 Вольт, то на выходе диодного моста имеем чуть меньше 6 Вольт, а точнее где-то 4,8 Вольта. Почему так произошло? Дело все в том, что на кремниевом диоде падает напряжение 0,6-0,7 Вольт. Так как переменное напряжение проходит через 2 диода при каждой полуволне, то на каждом диоде падает по 0,6 Вольт. 2×0,6=1,2 Вольта. 6-1,2=4,8 Вольта.

Теперь можно с гордостью нарисовать рисунок.

Однофазный однополупериодный выпрямитель

Однофазный однополупериодный выпрямитель, схема которого приведена на рис. 30.2 а, является простейшим.

Схема однофазного двух-полупериодного выпрямителя.| Эпюры напряжений и токов выпрямителя.

Однофазный однополупериодный выпрямитель имеет ограниченное применение. Он используется главным образом в маломощных усилителях и в измерительных схемах при условии применения фильтра для сглаживания пульсаций. Основными недостатками этой схемы являются следующие: высокий уровень пульсаций тока, низкий коэффициент использования трансформатора; значительное изменение выходного напряжения при большом внутреннем сопротивлении вентиля, большое обратное напряжение; малый КПД выпрямителя из-за больших потерь на внутреннем сопротивлении вентиля.

Благодаря простоте устройства однофазные однополупериодные выпрямители часто применяются в маломощных цепях измерительных приборов, в радий — и телевизионной технике.

Таким образом, для однофазного однополупериодного выпрямителя следует выбирать анод, у которого максимально допустимое обратное напряжение больше или равно амплитудному значению напряжения на вторичной обмотке трансформатора.

Схема использования заряд.

Так как УЗ-400 и УЗ-401 имеют однофазные однополупериодные выпрямители, то для сглаживания выходного напряжения необходим конденсатор в 50 — 100 мкф. Чтобы конденсатор успевал зарядиться и обеспечить достаточное сглаживание напряжения на обмотке реле, изменять напряжение на входе УЗ-400 необходимо очень медленно. После каждого срабатывания проверяемого реле необходимо снизить входное напряжение до нуля и обождать некоторое время, чтобы конденсатор разрядился на реле. Необходимо помнить, что проверять от УЗ-400 или УЗ-401 можно только аппаратуру с номинальным током, не превышающим номинальный ток диодов в выпрямителях зарядного устройства.

На рис. 14.6, а изображена схема простейшего однофазного однополупериодного выпрямителя на ТИ-рИСТОре VS. Управление выпрямленным напряжением в управляемых выпрямителях сводится к задержке во времени момента включения тиристора по отношению к моменту его естественного включения. Это осуществляется за счет сдвига фаз между анодным напряжением и напряжением, подаваемым на управляющий электрод тиристора. Такой сдвиг фаз называют углом управления а. В зависимости от сопротивления переменного резистора R1 угол управления а может изменяться от 0 до 90, что позволяет плавно регулировать выпрямленное напряжение от наибольшей величины до ее половины. Зависимость среднего значения выпрямленного напряжения Ua от угла управления а называют характеристикой управления. Для однофазного двухполупериодного выпрямителя эта характеристика представлена на рис. 14.7, где максимальное значение угла управления атахл.

Схема трехфазного выпрямителя с отводом от нулевой точки ( а и мостового.

Однофазный выпрямитель с удвоением напряжения ( рис. 30.2 г) представляет собой последовательное соединение двух однофазных однополупериодных выпрямителей. В первом полупериоде при положительном напряжении на аноде диода VD заряжается конденсатор Сь а во втором полупериоде проводит диод VD2 и конденсатор С2 заряжается напряжением противоположной полярности. Так как эти конденсаторы включены последовательно, то выходное напряжение почти удваивается. Конденсаторы С ] и С2 могут использоваться как элементы фильтра. Трансформатор в этой схеме используется так же полно, как и в мостовой. В связи с этим такой выпрямитель часто называют полумостовым.

Основным элементом современных управляемых выпрямителей является тиристор. На рис. 9.30, а представлена схема простейшего однофазного однополупериодного выпрямителя на тиристоре.

Емкостный фильтр ( рис. 5.5 о) состоит из конденсатора, подключаемого параллельно нагрузке; применяется в маломощных цепях. Процесс сглаживания пульсаций емкостным фильтром показан на рис. 5.6. Положительные полуволны напряжения, выпрямленного однофазным однополупериодным выпрямителем, разделены паузами.

Расчет основан на допущении, что R — С Rn. Это допущение почти всегда соблюдается, давая основание считать, что переходные процессы в схеме выпрямления весьма быстро проходят, и время установления режима работы вентиля меньше времени протекания тока через него. Переходные процессы снова возникают при повторном включении вентиля, в результате чего форма кривой напряжения на конденсаторе несколько отличается от формы кривых, ранее изображенных на графиках. Чтобы учесть потери в схеме однофазного однополупериодного выпрямителя, на рис. 3 — 12, а показано сопротивление R, включенное последовательно с нагрузкой.

Назначение и практическое использование

Область использования моста, набранного из диодов, довольно широка. Это могут быть блоки питания и узлы управления. Он стоит во всех устройствах, питающихся от промышленной сети 220 вольт. Например, телевизоры, приёмники, зарядки, посудомоечные машины, светодиодные лампы.

Не обходятся без него и автомобили. После запуска двигателя начинает работать генератор, вырабатывающий переменный ток. Так как бортовая сеть вся питается от постоянного напряжения, ставится выпрямительный мост, через который происходит подача выпрямленного напряжения. Этим же постоянным сигналом происходит и подзарядка аккумуляторной батареи.

Выпрямительное устройство используется для работы сварочного аппарата. Правда, для него применяются мощные устройства, способные выдерживать ток более 200 ампер. Использование в устройствах диодной сборки даёт ряд преимуществ по сравнению с простым диодом. Такое выпрямление позволяет:

увеличить частоту пульсаций, которую затем просто сгладить, используя электролитический конденсатор;
при совместной работе с трансформатором избавиться от тока подмагничивания, что даёт возможность эффективнее использовать габаритную мощность преобразователя;
пропустить большую мощность с меньшим нагревом, тем самым увеличивая коэффициент полезного действия.

Но также стоит отметить и недостаток, из-за которого в некоторых случаях мост не используют. Прежде всего, это двойное падение напряжения, что особенно чувствительно в низковольтных схемах. А также при перегорании части диодов устройство начинает работать в однополупериодном режиме, из-за чего в схему проникают паразитные гармоники, способные вывести из строя чувствительные радиоэлементы.

Блок питания

Ни один современный блок питания не обходится без выпрямительного устройства. Качественные источники изготавливаются с использованием мостовых выпрямителей. Классическая схема состоит всего из трёх частей:

Понижающий трансформатор.
Выпрямительный мост.
Фильтр.

Синусоидальный сигнал с амплитудой 220 вольт подаётся на первичную обмотку трансформатора. Из-за явления электромагнитной индукции во вторичной его обмотке наводится электродвижущая сила, начинает течь ток. В зависимости от вида трансформатора величина напряжения за счёт коэффициента трансформации снижается на определённое значение.

Между выводами вторичной обмотки возникает переменный сигнал с пониженной амплитудой. В соответствии со схемой подключения диодного моста это напряжение подаётся на его вход. Проходя через диодную сборку, переменный сигнал преобразуется в пульсирующий.

Такая форма часто считается неприемлемой, например, для звукотехнической аппаратуры или источников освещения. Поэтому для сглаживания используется конденсатор, подключённый параллельно выходу выпрямителя.

Трёхфазный выпрямитель

На производствах и в местах, где используется трёхфазная сеть, применяют трёхфазный выпрямитель. Состоит он из шести диодов, по одной паре на каждую фазу. Использование такого рода устройства позволяет получить большее значение тока с малой пульсацией. А это, в свою очередь, снижает требования к выходному фильтру.

Наиболее популярными вариантами включения трёхфазных выпрямителей являются схемы Миткевича и Ларионова. При этом одновременно могут использоваться не только шесть диодов, но и 12 или даже 24. Трёхфазные мосты используются в тепловозах, электротранспорте, на буровых вышках, в промышленных установках очистки газов и воды.

15.3 Стабилизаторы напряжения и тока

Этим устройством называют электрический прибор, автоматически обеспечивающий поддержание напряжения (тока) нагрузки с заданной точностью. Электронные приборы могут нормально работать при вариации питающего напряжения 0,1 – 3,0%, а иногда и того меньше.

Стабилизаторы классифицируют по ряду признаков:

По роду стабилизируемой величины – стабилизаторы напряжения и тока.
По способу стабилизации – параметрические и компенсационные стабилизаторы.

Широкое применение получили компенсационные стабилизаторы, которые подразделяются на стабилизаторы непрерывного и импульсного регулирования. Стабилизация достигается за счет введения отрицательной обратной связи между выходом и регулирующим элементом, который изменяет свое сопротивление так, что компенсирует возникшее отклонение выходной величины.

Параметрические стабилизаторы напряжения и тока. Схема такого устройства имеет вид:

Рисунок 15. 14 — Схема параметрического стабилизатора напряжения на стабилитроне (а) и вольт — амперные характеристики R_б при ?U_вхпараметрического стабилизатора (б).

С помощью такого простейшего стабилизатора, в котором применяется полупроводниковый стабилитрон VD, можно обеспечить стабилизацию напряжения от единиц до нескольких сотен вольт при токах от единиц мА до одного ампера. Если необходимо стабилизировать U<3В, то вместо стабилитрона используют стабисторы.

Коэффициент стабилизации параметрического стабилизатора напряжения на стабилитроне примерно равен 30 — 50. Его К.П.Д. не превышает 0,3; а диапазон стабилизируемого напряжения узок и не регулируется.

В параметрических стабилизаторах тока нелинейный элемент включается последовательно с нагрузкой.

Рисунок 15.14 — Схема (а) и объяснение принципа действия (б) параметрического стабилизатора тока.

В качестве нелинейного элемента используют биполярные и полевые транзисторы. Рабочая точка на вольт-амперной характеристике параметрического стабилизатора тока выбирается таким образом, чтобы при изменении питающего напряжения нагрузочный ток практически не изменялся. Коэффициент стабилизации тока в таком стабилизаторе составляет несколько десятков.

Рисунок 15.15 — Схемапараметрического стабилизатора тока на полевом транзисторе

Компенсационные стабилизаторы постоянного напряжения и тока являются АСР с отрицательной обратной связью, но их достоинства достигнуты усложнением схем. К > 1000, η = 0,5 – 0,6. Аналогично параметрическому стабилизатору, компенсационный стабилизатор включают между сглаживающим фильтром и нагрузочным резистором.

Рисунок 15.16-Схемы компенсационного стабилизатора напряжения на биполярных

транзисторах (а) и операционном усилителе (б).

Рисунок 15.17 — Схема компенсационного стабилизатора тока на биполярных транзисторах.

Компенсационные стабилизаторы непрерывного действия выпускаются в виде ИМС и применяются в качестве индивидуальных стабилизаторов отдельных блоков. В то же время общие источники ВП выполняют нестабилизированными.

Импульсные стабилизаторы постоянного напряжения (ИСПН) имеют η = 0,80 – 0, 85, меньше габариты и массу. Это достигается использованием транзистора в режиме ключа, что позволяет получить прямоугольные импульсы, которые затем сглаживаются фильтром. Мощность потерь на транзисторе стремится к нулю и получают высокий К.П.Д. Изменение длительности импульсов или частоты их следования позволяет поддерживать U_вых = const.

Импульсные стабилизаторы постоянного напряжения по способу управления регулирующим элементом разделяют на релейные (двухпозиционные) и с широтно–импульсной модуляцией (ШИМ). Частоты переключений регулирующего транзистора равны 2 – 50 кГц.

Рисунок 15.18 — Принципиальная электрическая схема релейного импульсного стабилизатора постоянного напряжения.

Что такое стабилизатор и для чего он нужен?

На сегодняшний день, рынок электроприборов предлагает большой выбор выпрямителей. Устройства можно подобрать по техническим характеристикам, которые будут подходить определенной электросети.

Но для начала нужно разобраться, что же такое трансформатор переменного тока. Если его правильно подобрать, он будет служить долгие годы. Устройство, как уже говорилось ранее, защищает электроприборы от перепада переменного тока.

С помощью выпрямителя тока, все электроприборы работают в щадящем режиме. Это позволяет сэкономить на электроэнергии и продлить эксплуатацию бытовой техники. Если подробно разобраться, то вся электротехника изготавливается со специальной программой и рассчитана на определенное напряжение в сети.

Если все условия соблюдены, бытовые приборы будут работать с высокой производительностью и минимальной затратой энергии. Переменный ток электрической сети часто меняется, поэтому выпрямитель выравнивает его.

Еще применяют трансформаторы напряжения для двигателей автомобилей. Они нужны для того, чтобы двигатель мог завестись без перегрузок с низкого напряжения. Пример двигателя автомобиля, можно взять мотор стиральной машины. При постоянных перепадах без стабилизатора тока, двигатель испытывает большие перегрузки, как следствие может сгореть.

Практическое применение

На практике диодный мост имеет довольно широкий спектр применения – это и цифровая техника, блоки питания в персональных компьютерах, ноутбуках, различных устройствах, автомобильных генераторах, питающихся от низкого постоянного напряжения. Помимо этого их можно встретить в системах звуковоспроизведения, измерительной техники, теле- радиовещания, они устанавливаются в ряде различных устройств по всему дому. Для лучшего понимания роли диодного моста в этих приборах мы рассмотрим несколько конкретных схем, в которых он применяется.

Примеры схем с диодным мостом и их описание

Одна из наиболее простых схем с применением диодного моста – это зарядное устройство, применяемое для оборудования, питаемого низким напряжением. Один из таких вариантов рассмотрим на следующем примере

Как видите на рисунке, от понижающего трансформатора Т1 напряжение из переменного 220В преобразуется в переменное на уровне 7 – 9В. После этого пониженное напряжение подается на диодный мост VD, от которого выпрямленное через сглаживающий конденсатор С1 на микросхему КР. От микросхемы выпрямленное напряжение стабилизируется и выдается на клеммы разъема.

На рисунке выше приведен пример схемы карманного фонаря, данная модель подключается к бытовой сети 220В через розетку, что представлено соединением разъема Х1 и Х2. Далее напряжение подается на мост VD, а с него уже на микросхему DA1, которая при наличии входного питания сигнализирует об этом через светодиод HL1. После этого напряжение питания приходит на аккумулятор GB, который заряжается и затем используется в качестве основного источника питания для лампы фонарика.

Здесь представлен пример схемы сварочного агрегата, в котором диодный мост устанавливается сразу после понижающего трансформатора для выпрямления электрического тока. Из-за сложности схемы дальнейшее рассмотрение работы устройства нецелесообразно. Стоит отметить, что существуют и другие устройства с еще более сложным принципом работы – импульсные блоки питания, ШИМ модуляторы, преобразователи и т.д.

Оцените статью:

Однофазный мостовой выпрямитель

Однофазный мостовой выпрямитель (рис. 4.5) состоит из трансформатора и четырех диодов, подключенных ко вторичной обмотке трансформатора. Параметры такие же, как и двухполупериодного выпрямителя с выводом от средней точки, кроме обратного напряжения (оно в два раза меньше). Положительная полуволна (с верхнего по схеме вывода трансформатора) проходит через диод VD₁, затем через нагрузку, затем через VD₂ ко второму выводу трансформатора. При смене направления тока работают диоды VD₃, VD₄. Т.о. в каждый полупериод открыта пара диодов, расположенных в противоположных плечах моста (рис. 4.6). Максимальное напряжение на диоде в этой схеме равно амплитудному значению напряжения U₂, т.е. в два раза меньше, чем в схеме с выводом от средней точки.

Рис. 4.5

Рис. 4.6

Среднее значение выпрямленного напряжения

Откуда действующее напряжение вторичной обмотки

Среднее значение выпрямленного тока

Средний выпрямленный ток каждого диода

Действующее значение тока нагрузки

Масса и стоимость трансформатора мостового выпрямителя меньше трансформатора выпрямителя с выводом от средней точки, мощность выше вследствие более рационального использования трансформатора, частота пульсаций вдвое больше частоты сети.

Сравнивая две схемы двухполупериодных выпрямителей, можно видеть, что они имеют одинаковые параметры выпрямительного напряжения, однако мостовая схема предпочтительнее. Так, в схеме с выводом от средней точки трансформатор имеет большие массу и габариты, так как содержит две вторичные обмотки, которые хотя и могут выполняться из более тонкого провода, имеют больший объем, чем вторичная обмотка в мостовой схеме.

Выходное напряжение выпрямителей имеет большие пульсации. Величина пульсаций характеризуется коэффициентом пульсаций, равным отношению амплитуды основной гармоники выходного напряжения к постоянной составляющей (среднему значению)

р=U_н_~_max/U_ср.н.

Для однополупериодного выпрямителя р=1,57, для двухполупериодного р=0,67. Такая величина пульсаций неприемлема для многих применений. В этом случае на выходе выпрямителя устанавливают сглаживающий фильтр. Эффективность сглаживания пульсаций фильтром характеризуется коэффициентом сглаживания.

S=U₁_~/U₂_~= ,

где U₁ и U₂ – средние значения напряжения на входе и выходе фильтра соответственно;

U₁_~ и U₂_~ – значения пульсаций напряжений на входе и выходе фильтра соответственно.

Фильтры

На рис. 4.7,а изображён простейший емкостной фильтр – конденсатор фильтра включён параллельно нагрузке. Его действие основано на существенных различиях между постоянными времени заряда и разряда конденсатора. Конденсатор заряжается через малое внутреннее сопротивление выпрямителя и разряжается через нагрузку.

Рис. 4.7

Простейший емкостной фильтр применяется, если не требуется обеспечить большого коэффициента сглаживания. Более эффективными являются LC-фильтры. В маломощных источниках питания нередко применяются RC-фильтры. На рис. 4.7,б и 4.7,в изображены Г-образный и П-образный LC-фильтры. Принцип действия LC-фильтра основан на различной реакции сопротивлений индуктивности и ёмкости на изменение частоты. Индуктивное сопротивление прямо пропорционально частоте, а емкостное обратно пропорционально.

Очевидно, что постоянный ток свободно проходит через катушку индуктивности фильтра, в то время как сопротивление катушки индуктивности переменному току увеличивается с ростом частоты. Конденсатор фильтра, наоборот, не пропускает постоянный ток, а его сопротивление переменному току падает с увеличением частоты. Таким образом, в Г-образном LC-фильтре переменная составляющая выходного напряжения падает на катушке индуктивности, и к нагрузке прикладывается значительно меньшее переменное напряжение. П-образный LC-фильтр ещё более эффективен, поскольку представляет собой сочетание простого емкостного и Г-образного C-фильтров. В случае необходимости увеличения коэффициента сглаживания можно применять 2-х звенные фильтры, соединяя их последовательно.

Рассмотрим принцип работы выпрямителей с простейшим емкостным фильтром.

Однофазная мостовая схема с неполным числом тиристоров (несимметричный однофазный мостовой выпрямитель)

В мостовых схемах управляемых выпрямителей можно применять тиристоры в половинном числе от общего количества используемых. Так, в однофазной схеме (рис.3.3, а) включены два тиристора VS1, VS2 и два диода VD3, VD4. В качестве тиристоров могут быть использованы также VS1, VS4, а диодов – VD2, VD3 и т.д. Применение несимметричных (полууправляемых) мостовых схем дает преимущества по стоимости элементов и упрощению системы управления.

Рассмотрим работу полууправляемой схемы при ее нагрузке на обмотку возбуждения МПТ с большой индуктивностью L_в. В схеме всегда работают диод и тиристор: VS1, VD3 и VS2, VD4. В интервале θ₁ – θ₂ (рис. 3.3, б) ток проводит тиристор VS1 и диод VD3. При θ = θ₂ напряжение u_2ф изменяет знак, происходит коммутация тока нагрузки в анодной группе и ток i_d переходит с диода VD3 на VD4. Тиристор VS1 проводит ток до момента θ = θ₃ , когда подается управляющий импульс на тиристор VS2. С этого времени ток нагрузки протекает через тиристор VS2 и диод VD4.

Таким образом, оказывается, что от момента прохождения через нуль синусоиды вторичного напряжения до момента включения тиристора (см. рис. 3.3, в, г, д, е, заштрихованные площади)

ток нагрузки проводят последовательно соединенные тиристор и диод . Например, в промежутке θ₃ – θ₂ ток проходит через тиристор VS1 и диод VD4 в интервале 0 – θ₁ – через тиристор VS2 и диод VD3 и т.д. Так как в указанные промежутки времени нагрузка закорочена, выпрямленное напряжение равно нулю, а ток нагрузки i_d поддерживается за счет энергии, запасенной в индуктивности L

в. Вследствие этого в кривой первичного тока i₁ (рис. 3.3, д) имеются интервалы, когда i₁= 0, как в схеме со средней точкой и нулевым диодом (см. рис. 3.1, г и рис. 3.2, д).

Первая гармоника первичного тока i₁₍₁₎ сдвинута по отношению к напряжению u_2ф, на угол φ₁= 0,5α. В результате cosφ₁ в данной схеме выше, чем у мостовых симметричных схем, содержащих полное число тиристоров. Кривая выпрямленного напряжения u_d (см. рис. 3.3, а) имеет такую же форму, как при активной нагрузке. В связи с этим регулировочная характеристика несимметричных мостовых схем определяется по формуле (3.2).

| Однофазный выпрямитель | Fiziku5

6) Как называются электроды транзистора? Как он обозначается на схемах?

Работа № 3-3. ОДНОФАЗНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ.

1. Цель работы

Ознакомиться с принципом работы и основными свойствами однофазного двухполупериодного выпрямителя, изучить влияние сглаживающих фильтров на работу выпрямительного устройства.

2. Описание лабораторной установки

Лицевая панель лабораторного модуля представлена на рис.3.3.1

На лицевой панели изображена электрическая схема однофазного мостового выпрямителя, установлены коммутирующие элементы (переключатели) SA и гнезда для подключения амперметра, вольтметра и осциллографа.

3. Теоретические положения. Принцип действия. Характеристики.

Выпрямительные устройства служат для преобразования переменных напряжений и токов в постоянные. Необходимость в таком преобразовании возникает достаточно часто, например, при электропитании разнообразной электронной аппаратуры, электродвигателей постоянного тока, электролизных установок, электродуговых плавильных печей, в устройствах для заряда аккумуляторных батарей, в автомобилях при питании бортовой сети постоянного тока от генератора переменного тока.

Выпрямительные устройства обычно состоят из трансформатора, одного или нескольких электрических вентилей (диодов) и сглаживающего фильтра. Трансформатор служит для получения требуемого значения выпрямляемого напряжения. Электрические вентили — устройства, обладающие свойством односторонней проводимости электрического тока, служат для непосредственного преобразования переменного напряжения в пульсирующее напряжение – напряжение, которое с течением времени изменяет только свое значение, а полярность его остается неизменным. (У переменного изменяются и значение и полярность, у постоянного ничего не меняется). Чаще всего в качестве электрических вентилей используются полупроводниковые диоды. Сглаживающие фильтры применяются для уменьшения пульсаций выпрямленного тока и напряжения на выходе выпрямительного устройства.

При выпрямлении переменного напряжения в зависимости от числа фаз выпрямляемого напряжения, характера нагрузки и требований, предъявляемых к выпрямительному току и напряжению, электрические вентили могут соединяться по различным схемам. Наибольшее применение при выпрямлении однофазного напряжения получила двухполупериодная мостовая схема выпрямления.

Мостовая двухполупериодная схема выпрямления содержит две пары диодов, включенных по схеме четырехплечного моста (рис. 3.3.2). В течение каждого полупериода ток проходит последовательно через два диода в противоположных плечах моста. В один полупериод входного напряжения ток протекает от клеммы «А» через диод VD1, нагрузку RH, диод VD3, к клемме «В». В следующий полупериод полярность выпрямляемого напряжения меняется и ток идет от клеммы «В», через диод VD2, нагрузку

RH, диод VD4 к клемме «А».

Рисунок 3.3.2 Рисунок 3.3.3

Таким образом в любой момент времени ток через нагрузку протекает в одном направлении как указано на схеме. Его графическое представление изображено на рисунке 3.3.3 и может быть разложена в гармонический ряд Фурье: , где и – амплитудное значение и частота выпрямляемого тока.

Из последнего уравнения видно, что пульсирующий ток можно представить суммой постоянной составляющей (независимой от времени) тока и переменных (зависимых от времени) составляющих так называемых гармоник различной амплитуды и частоты.

Постоянная составляющая напряжения Ud на нагрузке RH (среднее значение выпрямленного напряжения) на основании закона Ома равно

Ud = Id Rн =2I2m Rн/π =2 U2m /π=2U2/π≈0,9U2,

где U2m и U2 амплитудное и действующее значения выпрямляемого напряжения.

Для оценки влияния переменных составляющих на выпрямленное напряжение (ток) вводят понятие коэффициента пульсаций q, под которым понимают отношение амплитуды наибольшей переменной составляющей (гармоники) к постоянной составляющей:

q =

Его значение зависит от схемы выпрямителя и от сглаживающего фильтра. Чем он меньше, тем лучше, так как форма выпрямленного напряжения по форме ближе к идеальному постоянному напряжению. Частота пульсаций (частота основной гармонической переменной составляющей выпрямленного напряжения) в этой схеме равна то есть двойной частоте напряжения источника питания.

Напряжение, приложенное к диоду в непроводящий полупериод — обратное напряжение, определяется значением выпрямляемого напряжения на вторичной обмотке трансформатора. Максимальное значение обратного напряжения на диоде Uобр. макс. равно амплитудному значению выпрямляемого напряжения U2m:

Uo6p макс = U2m= U2 =1,57Ud

Для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения, то есть коэффициента пульсаций, включают электрический сглаживающий фильтр. Простейшими сглаживающими фильтрами являются конденсатор Сф, включаемый параллельно слаботочной нагрузке

RH (рис.3.3.4) и индуктивный фильтр Lф (дроссель), включаемый последовательно с сильноточной нагрузкой RH (рис.3.3.5).

Рисунок 3.3.4

На рисунке обозначено пунктирной линией выпрямленное напряжение ud на нагрузке при отсутствии конденсатора Сф, а сплошной линией — при подключенном конденсаторе Сф.

При использовании емкостного фильтра сглаживание пульсаций выпрямленного напряжения и тока происходит за счет периодической зарядки конденсатора и последующей его разрядки на сопротивление нагрузки RH. Зарядка конденсатора происходит, когда мгновенное значение вторичного напряжения трансформатора выше напряжения на нагрузке (и на конденсаторе), а когда напряжение трансформатора становится меньше напряжения на конденсаторе, диоды закрываются и конденсатор разряжается через сопротивление нагрузки (рис. 3.3.4). Далее процесс повторяется. При включении емкостного фильтра напряжение пульсирует в некоторых пределах, увеличивая среднее значение выпрямленного напряжения. В режиме холостого хода

Ud =U2m.

Емкость конденсатора для фильтра выбирают такой величины, чтобы для основной гармоники выпрямленного напряжения емкостное сопротивление конденсатора ХCФ было значительно меньше сопротивления нагрузки RH.

ХCФ =l/2πfoгСф < 10 RН,

где foг = частота основной гармоники.

Отсюда видно, что применение емкостного фильтра более эффективно при высокоомной нагрузке с малыми значениями выпрямленного тока, так как при этом возрастает эффективность сглаживания.

Эффективность фильтров оценивают коэффициентом сглаживания q, равным отношению коэффициентов пульсаций на входе и выходе фильтра:

q= КПвх / КПвых

Рисунок 3.3.5

При включении индуктивного фильтра последовательно с нагрузкой изменяющееся магнитное поле, возбуждаемое пульсирующим током, наводит в соответствии с законом электромагнитной индукции электродвижущую силу самоиндукции eL = — Lф

(d/dt).

Рисунок 3.3.5

Электродвижущая сила направлена так, чтобы сгладить пульсации тока в цепи, следовательно, и пульсации напряжения на нагрузке RH. Эффективность сглаживания увеличивается при больших значениях выпрямленного тока.

Величину индуктивности фильтра выбирают таким образом, чтобы индуктивное сопротивление фильтра ХLФ было значительно больше величины сопротивления нагрузки RH :

ХLФ = 2π fогLф > 10 RH.

Большее уменьшение пульсаций выпрямленного напряжения обеспечивают смешанные фильтры, в которых используются и конденсаторы и индуктивности, например, Г-образные и П-образные сглаживающие фильтры.

Однофазный мостовой активный выпрямитель напряжения (АВН)

Силовая схема такого преобразователя приведена на рис.3.2. В отличие от рассмотренной выше схемы активного выпрямителя (рис.3.1) работа представленного устройства может протекать как в режиме активного выпрямителя напряжения, так и в режиме инвертора, ведомого сетью, с регулированием путем IIТИМ по синусоидальному закону выходного тока.

Рассмотрим работу такого преобразователя, обратившись к его силовой схеме (рис.3.2,а) и кривым токов и напряжений (3.2,6). Силовая схема полностью совпадает со схемой однофазного автономного инвертора (рис.2.8) напряжения (АИН) и представляет собой инверсное относительно зажимов питания и нагрузки включение схемы АИН. Характерными особенностями, присущими активному преобразователю, являются [6]:

наличие полностью управляемых со встречнопараллельно включенным транзистором и диодом ключей УК1УК4, образующими мостовой полупроводниковый коммутатор ПК;

НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ

наличие буферного реактора (БР), включенного в диагональ моста по переменному току;

наличие конденсатора С, включенного параллельно нагрузке, представляющей в рассматриваемом случае последовательное соединение активного сопротивления RH и ЭДС Ен.

Эти особенности в сочетании с алгоритмом управления ключами методом ШИМ по синусоидальному закону обеспечивают работу преобразователя как в режиме активного выпрямителя, так и в режиме инвертора, обеспечивая передачу энергии от питающей сети к нагрузке и обратно. Устройство управления ключами УК1УК4 полупроводникового коммутатора ПК в обоих режимах соответствует системе ШИМ по синусоидальному закону трехфазного мостового инвертора, рассмотренного выше. Формирование импульсов управления ключами УК1УК4 легко

проследить по точкам пересечения модулирующих синусоид Имь Им2, сдвинутых друг относительно друга на 180°, с пилообразным двухполярным опорным напряжением Won (рис.3.3,а). На рис.3.3,б, в приведены соответственно сформированные таким путем импульсы управления ключами УК1, УК4 и УК2, УКЗ.

Из рассмотрения диаграммы включения ключей УКНУК4 (рис.3.3,б, в) следует, что паузы между импульсами выходного напряжения

Ыав в течение полупериода образуются в результате замыкания ключей УК1, УКЗ или УК2, УК4.

С помощью ключей УК1УК4 в диагонали моста по переменному току на зажимах aв полупроводникового коммутатора ПК формируются импульсы напряжения, ширина которых изменяется по синусоидальному закону (рис.3.3,г). При одновременно замкнутых ключах УК1, УК2

положительный полюс напряжения конденсатора Uc подключается к зажиму «а», а отрицательный к зажиму «в». При одновременном замыкании ключей УК1, УКЗ или УК2, УК4 зажимы aв закорачиваются и напряжение на них становится равным нулю (пауза). В результате на зажимах ав формируется условный положительный импульс напряжения. Аналогичным образом на зажимах aв формируются отрицательные импульсы напряжения.

Высота импульсов равна напряжению Uc на конденсаторе. Изменяя фазу моделирующей синусоиды устройства управления относительно фазы напряжения сети, можно регулировать фазу импульсов напряжения Ыав относительно напряжения сети U. На рис.3.2,б приведен случай, когда импульсы напряжения Ыав сдвинуты относительно фазы напряжения сети U на 90°. Рассмотрим подробно работу преобразователя в таком режиме, соответствующем работе активного выпрямителя напряжения (АВН). В промежутке времени i9 = i90i9, (рис.3.2,б) на зажимах aв формируются отрицательные импульсы Ыав. Их формирование проходит следующим образом. На отрезках времени пауз между импульсами, когда происходит замыкание ключей УК4 и УК2, в УК4 открывают транзистор. В результате при полярности напряжения сети, обозначенной без скобок, ток потечет по

цепи (+и)БРТ4Д2в(Ы). Ключ УК2 открывается автоматически за счет открывания его диода Д2.

Зажимы ав замыкаются. В результате происходит замыкание источника сети на буферный реактор БФ. Скорость нарастания тока при этом будет равна

ш/ж = и/ь,

где Ь индуктивность реактора.

Рис.3.2. Однофазный мостовой активный преобразователь напряжения: а силовая схема; б кривые тока и напряжения

Продолжительность такого состояние определяет паузу между импульсами, которая оканчивается в момент включения транзистора ТЗ ключа УКЗ. При включении ТЗ происходит коммутация тока с диода Д2 на

транзистор ТЗ по цепи +исТЗД2(Ыс). Диод Д2 запирается напряжением

Uc. Возникает ЭДС самоиндукции ес = Ldi / dt в реакторе БР с

полярностью, обозначенной без скобок. В результате ток потечет по цепи

(+и)БРаТ4СТЗв(и). Под воздействием суммы напряжений U+ec+Uc в

промежутке времени i90 ~ 19, ток будет нарастать. В момент времени //

системой управления изменяется полярность импульсов напряжения Ыав путем следующего алгоритма включения ключей. На отрезке времени t=ti~t2 на протяжении каждой паузы зажимы aв замыкаются, например, включением транзистора ТЗ и диода Д1. В результате ток потечет по цепи

(+и)БРаД]ТЗв(и). Во время паузы происходит нарастание тока и накапливание энергии в БР WL = LI2 / 2. Пауза оканчивается при выключении транзистора ТЗ. Возникает ЭДС самоиндукции ес, которая в совокупности с напряжением сети U станет проводить ток по цепи(+Ы)БРаД1СД2(Ы) встречно 32 напряжению конденсатора. В результате в промежутке времени ток начнет спадать по синусоиде. При смене полярности напряжения (полярность в скобках) сети в момент

S 32 формирование паузы может происходить включением транзистора Т1 и диода ДЗ или Т2, Д4 (ключи УК4, УК2, рис.3.3,б, в). Ток при этом потечет по цепи ((+)и)вДЗТ1БР(~и). Направление тока в БР изменится (пунктир). Положительный импульс формируется включением транзистора Т2. В результате произойдет коммутация тока с диода ДЗ на транзистор Т2. Возникнет ЭДС самоиндукции с полярностью, обозначенной в скобках, и

ток потечет по цепи ((+)Ы)вТ2СТ1аБР(()и). Поскольку протекание

тока i (пунктир) происходит под воздействием суммы напряжения U+ec+Uc,

то ток в промежутке времени $2 193 будет нарастать. В момент времени

= i93 начинается формирование отрицательных импульсов напряжения

Ыав. Паузу формируют, например, путем включения транзистора Т2 ключа

УК2. Ток в таком случае будет протекать по цепи ((+)Ы)вТ2Д4аБР(Ы). Зажимы aв будут замкнуты. Формирование импульса производят путем выключения транзистора Т2. Это приводит к возникновению ЭДС

самоиндукции ес (полярность в скобках) и протеканию тока по цепи (+)ЫвДЗСД4аБР(Ы). На отрезке времени i93 i94 ток протекает под воздействием суммы напряжений Ы+ес встречно напряжению на конденсаторе, поэтому происходит снижение тока.

Из рис.3.2,б видно, что сдвиг импульсов напряжения Ыав на 90° приводит к совпадению по фазе тока и напряжения сети, как и в случае неуправляемого выпрямителя при его работе на активную нагрузку. Отсюда такие преобразователи получили название активных выпрямителей напряжения (АВН). Рассмотренный преобразователь может работать в режиме инвертора синусоидального тока, ведомого сетью, если сдвинуть

импульсы напряжения Ыав более чем на 90°. Непременными условиями

инвертирования являются условия: Ыс>и, и частота моделирующей синусоиды им должна быть строго равна частоте сети, как и в случае активного выпрямителя.

Рис.3.3. Кривые напряжений устройства управления однофазным мостовым

АВН

При положительной полуволне напряжения сети инвертирование происходит следующим образом. Вначале происходит формирование положительного импульса напряжения Ыав на зажимах «а», «в» путем

открывания транзисторов Т1 и Т2 ключей УК1, УК2. Поскольку ис>и, то протекание тока / (пунктир) будет направлено встречно напряжению сети по цепи (+ис)Т1аБР(+и)вТ2(ис). Вектора тока 7 и напряжения и при этом будут совпадать. А это означает, что источник принимает энергию, т. е. происходит рекуперация энергии. Пауза формируется путем выключения транзистора Т1, в результате чего возникает ЭДС самоиндукции ес с полярностью в скобках.

Запасенная в реакторе энергия IVь = Ы’ 12 будет поступать в сеть за счет протекания тока по цепи (+)есивТ2Д4а(ес). Зажимы ав замыкаются в течение паузы. Поскольку ширина импульсов изменяется по синусоидальному закону, то и первая гармоника тока I будет близка к синусоиде. Работа инвертора при смене полярности напряжения сети протекает аналогичным образом. Таким образом, с помощью полупроводникового коммутатора ПК формируются синусоидальные полуволны тока, протекающего соответственно встречно полуволнам напряжения сети, как это показано на рис.3.4,б. Т. е. практически мы получаем инвертор синусоидального тока, ведомый сетью.

На рис.3.4,а в качестве примера приведены кривые напряжений и тока для случая, когда на протяжении лишь части полупериода происходит рекуперация: на отрезках времени «90 .9, и 92 «93. На участках полупериода «9, «92 и «93 3А ток и напряжение сети имеют одинаковые знаки, что говорит о работе АВН в режиме выпрямителя.

Рис.3.4. Кривые напряжений и тока АВН: а при рекуперации на отрезках времени 3 < 7Г,6 при рекуперации на протяжении всего полупериода

Трехфазный мостовой активный преобразователь напряжения

Силовая схема мостового активного преобразователя представлена на рис.3.5.Силовые ключи УК1…УК6 трехфазного мостового полупроводникового коммутатора (ПК) обладают двусторонней проводимостью тока при подаче включающего сигнала управления, которые

НАУЧНОИНФОРМАЦИОННЫИ ЦЕНТР САНКТПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ

При отсутствии включающего сигнала управления ключи обладают односторонней (обратной) проводимостью тока. Между зажимами сети и входом ПК включены буферные реакторы (БР), а на выходе выпрямителя

подключен буферный сглаживающий (фильтровый) конденсатор C<j. Нагрузкой для преобразователя в электроприводе является либо двигатель постоянного тока, либо АИН и двигатель переменного тока с соответствующей системой управления, поэтому нагрузка в общем виде имеет .ftLEхарактер.

Преобразователь может работать как в режиме активного выпрямителя напряжения (АВН), так и в режиме инвертора аналогично однофазному мостовому активному преобразователю, рассмотренному выше.

Управление ключами УК 1УКб полупроводникового коммутатора ПК в обоих режимах аналогично системе управления трехфазным мостовым инвертором напряжения с ШИМ по синусоидальному закону (рис.2.21). При отключении систем управления транзисторами ключей преобразователь может работать в режиме неуправляемого выпрямителя с помощью диодов ключей УКНУК6.

Режим активного выпрямителя напряжения

Система управления ключами УК1УК4 обеспечивает формирование линейных напряжений, представляющих собой импульсы напряжений, ширина которых изменяется по синусоидальному закону, а высота импульсов равна напряжению Uc конденсатора Q. Следует отметить, что Uc=Ud. Как и в случае однофазного мостового преобразователя во время паузы происходит короткое замыкание линейного напряжения. Так,

например, при полярности линейного напряжения ЫАв, обозначенного без скобок, ток потечет по цепи АБРаД1ТЗвБРВ.

Пауза (короткое замыкание) оканчивается в момент выключения транзистора ТЗ. В результате в буферных реакторах фаз А и В возникает

ЭДС самоиндукции ес = —Ldi / dt с полярностью, обозначенной без скобок.

В результате под действием суммарного напряжения UAB+2ec ток станет протекать по цепи АБРаД1С$Д6вБРВ, а на зажимах аe формируется положительный импульс напряжения. Поскольку ширина импульсов напряжения Uae изменяется по синусоидальному закону, то формируемый под их действием ток, потребляемый от сети, будет изменяться по такому же закону. Аналогичным образом под воздействием импульсов напряжения Uec и Ыса формируются остальные линейные токи /й, ic. Импульсы напряжений Wûg) Uec и Uca сдвинуты друг относительно друга на 120°. Изменяя фазу импульсов напряжений Uae, Uec и Ыса относительно линейных напряжений UaBi Uca, можно регулировать сдвиг фазы фазных токов относительно

соответствующих фазных напряжений вплоть до их совпадения, когда

С08(р — 1.

(Материал взят из книги Кулик В. Д. Силовая электроника. Автономные инверторы, активные преобразователи — Кулик В. Д.)

Сравнение схем однофазных мостовых управляемых выпрямителей

Библиографическое описание:

Гаврилов, Д. А. Сравнение схем однофазных мостовых управляемых выпрямителей / Д. А. Гаврилов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 22 (260). — С. 113-115. — URL: https://moluch.ru/archive/260/59989/ (дата обращения: 28.11.2021).

Статья посвящена сравнению схем однофазных мостовых управляемых выпрямителей, использующихся в преобразовательной технике.

Ключевые слова: управляемый выпрямитель, нулевой вентиль, гальваническая развязка, управляемый вентиль.

Мостовой однофазный управляемый выпрямитель содержит четыре управляемых вентиля, для которых необходимо минимум три гальванически развязанных сигнала с системой управления. Последняя задача решается применением оптотиристоров. Либо управление тиристорами осуществляется через специальный импульсный трансформатор (рис.1).

Рис. 1. Однофазный мостовой управляемый выпрямитель

К достоинствам однофазного мостового управляемого выпрямителя можно отнести более простой трансформатор в отличие от нулевой схемы включения, так же выпрямитель может работать без трансформатора, если не требуется гальваническая развязка, либо согласования сети по уровню напряжения, следующими плюсами являются высокий КПД и низкие пульсации выпрямленного напряжения.

К недостаткам относят большое число элементов схемы выпрямления, а также сложность управления над ними.

Если однофазный мостовой управляемый выпрямитель не используется в инверторном режиме, то те же самые параметры относительно схемы с четырьмя управляемыми вентилями могут быть достигнуты более дешевыми средствами. Рассмотрим три варианта схем с неполным числом управляемых вентилей:

Схема А (рис.2) является наиболее понятной, поскольку похожа на схему полностью управляемого выпрямителя. Гальваническая развязка В1, В2 — обязательна. Диоды D3, D4 выполняют функцию нулевого вентиля, когда заперты оба тиристора.

Рис. 2. Однофазный мостовой управляемый выпрямитель с неполным числом управляемых вентилей по схеме включения А

В схеме Б (рис.3) импульсы можно подавать сразу на оба тиристора: отпирается только первый, на котором положительное напряжение. Функции нулевого вентиля поочередно выполняют В1, D2, В3, D4.

Рис. 3. Однофазный мостовой управляемый выпрямитель с неполным числом управляемых вентилей по схеме включения Б

Третья схема В (рис.4) — самая дешевая, так как содержит всего один управляемый вентиль. Использование нулевого вентиля при индуктивной нагрузке обязательно, так как в РНТ отсутствуют условия для запирания управляемого вентиля В1.

Рис. 4. Однофазный мостовой управляемый выпрямитель с неполным числом управляемых вентилей по схеме включения В

Как было сказано раннее, выбор схем управляемого однофазного мостового выпрямителя с неполным числом управляемых вентилей, обоснован их меньшей стоимостью, а также более простым управлением, относительно схемы с полным числом управляемых вентилей.

Вывод

В данной статье были рассмотрены однофазные мостовые управляемые выпрямители и их разновидности, а также их достоинства и недостатки.

Литература:

1. Горбачев Г. Н., Чаплыгин Е. Е., Промышленная электроника: Учебник для вузов. Под ред. В. А. Лабунцова. — М.: Энергоатомиздат, 1988. — 320 с.

Зиновьев Г. С. Основы силовой электроники: Учебник для вузов. — Новосибирск: Изд-во НГТУ. 2004. — 664 с.
Семенов В. Д., Мишуров В. С. Основы преобразовательной техники. Учебное методическое пособие. — Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования. 2002.- 132 с.

Основные термины (генерируются автоматически): неполное число, однофазный мостовой управляемый выпрямитель, нулевой вентиль, вентиль, гальваническая развязка, управляемый вентиль, управляемый выпрямитель.

Выпрямление однофазного источника питания

Выпрямление преобразует источник осциллирующего синусоидального переменного напряжения в источник постоянного напряжения постоянного тока с помощью диодов, тиристоров, транзисторов или преобразователей. Этот процесс выпрямления может принимать различные формы с помощью однополупериодных, двухполупериодных, неуправляемых и полностью управляемых выпрямителей, преобразующих однофазное или трехфазное питание в постоянный уровень постоянного тока. В этом уроке мы рассмотрим однофазное выпрямление и все его формы.

Выпрямители

являются одними из основных строительных блоков преобразования мощности переменного тока с полуволновым или двухполупериодным выпрямлением, обычно выполняемым полупроводниковыми диодами. Диоды позволяют переменным токам протекать через них в прямом направлении, блокируя ток в обратном направлении, создавая фиксированный уровень постоянного напряжения, что делает их идеальными для выпрямления.

Однако постоянный ток, выпрямленный диодами, не такой чистый, как ток, полученный, скажем, от батарейного источника, но имеет изменения напряжения в виде пульсаций, наложенных на него в результате переменного питания.

Но для однофазного выпрямления нам нужна синусоидальная форма волны переменного тока с фиксированным напряжением и частотой, как показано.

Синусоидальный сигнал переменного тока

сигналов переменного тока обычно имеют два номера. Первое число выражает степень поворота формы волны вдоль оси x, на которую генератор переменного тока поворачивался от 0 до 360, ^o. Это значение известно как период (T), который определяется как интервал, необходимый для завершения одного полного цикла формы сигнала.Периоды измеряются в градусах, времени или радианах. Связь между периодами синусоидальной волны и частотой определяется как: T = 1 / ƒ.

Второе число указывает амплитуду значения тока или напряжения по оси ординат. Это число дает мгновенное значение от нуля до некоторого пикового или максимального значения (A _MAX, V _MAX или I _MAX), указывающее на максимальную амплитуду синусоидальной волны перед тем, как снова вернуться к нулю. Для синусоидального сигнала есть два максимальных или пикового значения: одно для положительного и одно для отрицательного полупериода.

Но, помимо этих двух значений, есть еще два, которые нас интересуют в целях исправления. Один — это синусоидальные сигналы , среднее значение , а другой — его среднеквадратичное значение . Среднее значение сигнала получается путем сложения мгновенных значений напряжения (или тока) за один полупериод и находится как: 0,6365 * В _P. Обратите внимание, что среднее значение за один полный цикл симметричной синусоидальной волны будет равно нулю, поскольку средняя положительная полуволна компенсируется противоположной средней отрицательной полуволной.То есть +1 + (-1) = 0.

Среднеквадратичное значение, среднеквадратичное или эффективное значение синусоиды (синусоида — это другое название синусоиды) подает на сопротивление такое же количество энергии, что и источник постоянного тока того же значения. Среднеквадратичное значение синусоидального напряжения (или тока) определяется как: 0,7071 * В _P.

Однофазный выпрямитель

Все однофазные выпрямители используют твердотельные устройства в качестве основного устройства преобразования переменного тока в постоянный. Однофазные неуправляемые однополупериодные выпрямители являются простейшими и, возможно, наиболее широко используемой схемой выпрямления для малых уровней мощности, поскольку их выходная мощность сильно зависит от реактивного сопротивления подключенной нагрузки.

Для неуправляемых выпрямительных схем чаще всего используются полупроводниковые диоды, которые устроены таким образом, чтобы создавать либо полуволновую схему , либо двухполупериодную схему выпрямителя . Преимущество использования диодов в качестве выпрямительного устройства заключается в том, что по конструкции они представляют собой однонаправленные устройства со встроенным односторонним pn-переходом.

Этот pn-переход преобразует двунаправленное переменное питание в односторонний однонаправленный ток, устраняя половину питания.В зависимости от подключения диода, он может, например, пропускать положительную половину сигнала переменного тока при прямом смещении, исключая при этом отрицательный полупериод, когда диод становится смещенным в обратном направлении.

Обратное также верно, если исключить положительную половину или форму волны и пропустить отрицательную половину. В любом случае выходной сигнал одиночного диодного выпрямителя состоит только из половины формы волны 360 ^–, как показано.

Полуволновое выпрямление

Конфигурация однофазного однополупериодного выпрямителя, описанная выше, пропускает положительную половину сигнала питания переменного тока, а отрицательная половина удаляется.Путем изменения направления диода мы можем пропустить отрицательные половины и исключить положительные половины формы волны переменного тока. Следовательно, на выходе будет серия положительных или отрицательных импульсов.

Таким образом, на подключенную нагрузку не подается напряжение или ток, R _L в течение половины каждого цикла. Другими словами, напряжение на сопротивлении нагрузки R _L состоит только из полуволновых форм, положительных или отрицательных, поскольку оно работает только в течение половины входного цикла, отсюда и название полуволнового выпрямителя .

Надеюсь, мы увидим, что диод позволяет току течь в одном направлении, создавая выходной сигнал, состоящий из полупериодов. Этот пульсирующий выходной сигнал не только включается и выключается каждый цикл, но и присутствует только 50% времени, а при чисто резистивной нагрузке содержание пульсаций высокого напряжения и тока максимально.

Этот пульсирующий постоянный ток означает, что эквивалентное значение постоянного тока падает на нагрузочном резисторе, поэтому R _L составляет только половину значения синусоидальной формы волны.Поскольку максимальное значение синусоиды формы сигнала равно 1 (sin (90 ^o)), среднее или среднее значение постоянного тока, взятое на половину синусоиды, определяется как: 0,637 x максимальное значение амплитуды.

Таким образом, во время положительного полупериода A _AVE равно 0,637 * A _MAX. Однако, поскольку отрицательные полупериоды удаляются из-за выпрямления диодом с обратным смещением, среднее значение формы волны в течение этого отрицательного полупериода будет равно нулю, как показано.

Среднее значение синусоид

Итак, для полуволнового выпрямителя в 50% случаев среднее значение равно 0.637 * A _MAX и 50% времени равен нулю. Если максимальная амплитуда равна 1, то среднее или эквивалентное значение постоянного тока, наблюдаемое на сопротивлении нагрузки, R _L будет:

Таким образом, соответствующие выражения для среднего значения напряжения или тока для однополупериодного выпрямителя с пульсирующим постоянным током имеют вид:

В _AVE = 0,318 * В _МАКС

I _AVE = 0,318 * I _MAX

Обратите внимание, что максимальное значение, A _MAX, соответствует форме входного сигнала, но мы также можем использовать его среднеквадратичное значение, или среднеквадратичное значение, чтобы найти эквивалентное выходное значение постоянного тока однофазного полуволнового выпрямителя.Чтобы определить среднее напряжение для полуволнового выпрямителя, мы умножаем среднеквадратичное значение на 0,9 (форм-фактор) и делим произведение на 2, то есть умножаем его на 0,45, получая:

В _AVE = 0,45 * В _RMS

I _AVE = 0,45 * I _RMS

Тогда мы можем видеть, что схема полуволнового выпрямителя преобразует либо положительную, либо отрицательную половину формы волны переменного тока, в зависимости от направления диодов, в импульсный выход постоянного тока, который имеет эквивалентное значение постоянного тока, равное 0.318 * A _MAX или 0,45 * A _RMS, как показано.

Среднее напряжение полупериодного выпрямителя

Пример исправления №1

Однофазный однополупериодный выпрямитель подключается к источнику переменного тока 50 В RMS 50 Гц. Если выпрямитель используется для питания резистивной нагрузки 150 Ом. Рассчитайте эквивалентное постоянное напряжение, развиваемое на нагрузке, ток нагрузки и мощность, рассеиваемую нагрузкой. Предположим идеальные характеристики диода.

Сначала нам нужно преобразовать среднеквадратичное значение 50 В в его пиковый или максимальный эквивалент напряжения (это не обязательно, но помогает).

а) Максимальная амплитуда напряжения, В

_M
В _М = 1,414 * В _RMS = 1,414 * 50 = 70,7 В
б) Эквивалентное постоянное напряжение, В
_{Постоянный ток}
В _DC = 0,318 * В _M = 0,318 * 70,7 = 22,5 В
c) Ток нагрузки, I
_L
I _L = В _DC ÷ R _L = 22,5 / 150 = 0,15 A или 150 мА
г) Мощность, рассеиваемая нагрузкой, P
_L
P _L = V * I или I ² * R _L = 22.5 * 0,15 = 3,375 Вт ≅ 3,4 Вт
На практике, V _DC будет немного меньше из-за падения напряжения 0,7 В на выпрямительном диоде со смещением в прямом направлении.
Одним из основных недостатков однофазного полуволнового выпрямителя является отсутствие выходного сигнала в течение половины доступной синусоидальной формы входного сигнала, что приводит к низкому среднему значению, как мы видели. Один из способов преодолеть это — использовать больше диодов для производства двухполупериодного выпрямителя .
Двухполупериодное выпрямление

В отличие от предыдущего полуволнового выпрямителя, двухполупериодный выпрямитель использует обе половины входной синусоидальной формы волны для обеспечения однонаправленного выходного сигнала.Это связано с тем, что двухполупериодный выпрямитель в основном состоит из двух однополупериодных выпрямителей, соединенных вместе для питания нагрузки.

Однофазный двухполупериодный выпрямитель делает это за счет использования четырех диодов, расположенных по схеме моста, пропускающих положительную половину формы волны, как и раньше, но инвертирующих отрицательную половину синусоидальной волны для создания пульсирующего выхода постоянного тока. Даже если напряжение и ток на выходе выпрямителя пульсируют, он не меняет направление на противоположное, используя все 100% формы входного сигнала и, таким образом, обеспечивая двухполупериодное выпрямление.

Однофазный двухполупериодный мостовой выпрямитель

Эта мостовая конфигурация диодов обеспечивает двухполупериодное выпрямление, потому что в любой момент два из четырех диодов имеют прямое смещение, а два других — обратное. Таким образом, в тракте проводимости имеется два диода вместо одного диода для однополупериодного выпрямителя. Следовательно, будет разница в амплитуде напряжения между V _IN и V _OUT из-за двух прямых падений напряжения последовательно соединенных диодов.Здесь, как и раньше, для простоты математики мы будем предполагать идеальные диоды.

Итак, как работает однофазный двухполупериодный выпрямитель. Во время положительного полупериода V _IN диоды D ₁ и D ₄ смещены в прямом направлении, а диоды D ₂ и D ₃ смещены в обратном направлении. Затем для положительного полупериода входного сигнала ток течет по пути: D ₁ — A — R _L — B — D ₄ и обратно к источнику питания.

Во время отрицательного полупериода V _IN диоды D ₃ и D ₂ смещены в прямом направлении, а диоды D ₄ и D ₁ смещены в обратном направлении. Затем в течение отрицательного полупериода входного сигнала ток течет по пути: D ₃ — A — R _L — B — D ₂ и обратно к источнику питания.

В обоих случаях положительный и отрицательный полупериоды входного сигнала создают положительные выходные пики независимо от полярности входного сигнала и, как такового, тока нагрузки, и всегда протекает в ОДНОМ направлении через нагрузку, R _L между точки или узлы A и B.Таким образом, отрицательный полупериод источника становится положительным полупериодом при нагрузке.

Таким образом, какой бы набор диодов ни проводил, узел A всегда более положительный, чем узел B. Следовательно, ток и напряжение нагрузки однонаправлены или постоянны, что дает нам следующую форму выходного сигнала.

Форма волны на выходе двухполупериодного выпрямителя

Хотя этот пульсирующий выходной сигнал использует 100% входного сигнала, его среднее постоянное напряжение (или ток) отличается от того же значения.Мы помним из вышеизложенного, что среднее или среднее значение постоянного тока, взятое на половину синусоиды, определяется как: 0,637 x максимальное значение амплитуды. Однако в отличие от полуволнового выпрямления, описанного выше, двухполупериодные выпрямители имеют два положительных полупериода на входную форму волны, что дает нам другое среднее значение, как показано.

Среднее значение двухполупериодного выпрямителя

Здесь мы видим, что для двухполупериодного выпрямителя для каждого положительного пика имеется среднее значение 0,637 * A _MAX, а поскольку на входной сигнал приходится два пика, это означает, что есть два ряда средних значений, суммированных вместе. .Таким образом, выходное постоянное напряжение двухполупериодного выпрямителя вдвое больше, чем у предыдущего полуволнового выпрямителя. Если максимальная амплитуда равна 1, то среднее или эквивалентное значение постоянного тока, наблюдаемое на сопротивлении нагрузки, R _L будет:

Таким образом, соответствующие выражения для среднего значения напряжения или тока для двухполупериодного выпрямителя имеют вид:

В _AVE = 0,637 * В _МАКС

I _AVE = 0,637 * I _MAX

Как и раньше, максимальное значение A _MAX соответствует форме входного сигнала, но мы также можем использовать его среднеквадратичное значение или среднеквадратичное значение, чтобы найти эквивалентное выходное значение постоянного тока однофазного двухполупериодного выпрямителя.Чтобы определить среднее напряжение для двухполупериодного выпрямителя, мы умножаем среднеквадратичное значение на 0,9, получая:

В _AVE = 0,9 * В _RMS

I _AVE = 0,9 * I _RMS

Затем мы можем видеть, что схема двухполупериодного выпрямителя преобразует ОБА положительную или отрицательную половину сигнала переменного тока в импульсный выход постоянного тока, который имеет значение 0,637 * A _MAX или 0,9 * A _RMS, как показано.

Двухполупериодный выпрямитель, среднее напряжение

Пример исправления №2

Четыре диода используются для создания однофазной двухполупериодной мостовой выпрямительной схемы, которая требуется для питания чисто резистивной нагрузки 1 кОм при 220 В постоянного тока.Рассчитайте среднеквадратичное значение требуемого входного напряжения, общий ток нагрузки, потребляемый от источника питания, ток нагрузки, пропускаемый каждым диодом, и общую мощность, рассеиваемую нагрузкой. Предположим идеальные характеристики диода.

а) Напряжение питания выпрямителя, В

_СКЗ

В _DC = 0,9 * V _RMS, следовательно: V _RMS = V _DC ÷ 0,9 = 220 / 0,9 = 244,4 В _RMS

б) Ток нагрузки, I

I _L = В _DC ÷ R _L = 220/1000 = 0.22 А или 220 мА

c) Ток нагрузки, проходящий через каждый диод, I

Ток нагрузки подается двумя диодами за цикл, таким образом:

I _D = I _L ÷ 2 = 0,22 / 2 = 0,11 A или 110 мА

г) Мощность, рассеиваемая нагрузкой, P

P _L = V * I или I ² * R _L = 220 * 0,22 = 48,4 Вт

Двухполупериодный полууправляемый мостовой выпрямитель

Двухполупериодное выпрямление имеет много преимуществ по сравнению с более простым однополупериодным выпрямителем, например, выходное напряжение более стабильное, имеет более высокое среднее выходное напряжение, входная частота удваивается в процессе выпрямления и требует меньшего сглаживания значения емкости. конденсатор, если он требуется.Но мы можем улучшить конструкцию мостового выпрямителя, используя в его конструкции тиристоры вместо диодов.

Заменяя диоды в однофазном мостовом выпрямителе на тиристоры, мы можем создать выпрямитель переменного тока в постоянный с фазовым регулированием для преобразования постоянного напряжения питания переменного тока в регулируемое выходное напряжение постоянного тока. Выпрямители с фазовым управлением, полууправляемые или полностью управляемые, находят множество применений в источниках питания переменного напряжения и управлении двигателями.

Однофазный мостовой выпрямитель — это то, что называют «неуправляемым выпрямителем», поскольку приложенное входное напряжение передается непосредственно на выходные клеммы, обеспечивая фиксированное среднее значение эквивалента постоянного тока.Чтобы преобразовать неуправляемый мостовой выпрямитель в однофазную схему полууправляемого выпрямителя, нам просто нужно заменить два диода тиристорами (SCR), как показано.

Полууправляемый мостовой выпрямитель

В конфигурации с полууправляемым выпрямителем среднее напряжение нагрузки постоянного тока регулируется с помощью двух тиристоров и двух диодов. Как мы узнали в нашем руководстве по тиристорам, тиристор будет проводить (состояние «ВКЛ») только тогда, когда его анод (A) более положительный, чем его катод, (K) и на его затвор подается импульс зажигания (G). Терминал.В противном случае он остается неактивным.

Мы также узнали, что после «ВКЛ» тиристор снова переключается в «ВЫКЛ» только после того, как его сигнал затвора удален и анодный ток упал ниже тока удержания тиристора, I _H, поскольку напряжение питания переменного тока смещает его в обратном направлении. Таким образом, задерживая запускающий импульс, подаваемый на вывод затвора тиристора, на контролируемый период времени, или угол (α), после того, как напряжение питания переменного тока прошло переход через нулевое напряжение анодно-катодного напряжения, мы можем контролировать, когда тиристор начинает проводить ток и, следовательно, контролировать среднее выходное напряжение.

Полууправляемый мостовой выпрямитель

Во время положительного полупериода входного сигнала ток течет по пути: SCR ₁ и D ₂ и обратно к источнику питания. Во время отрицательного полупериода V _IN, проводимость проходит через SCR ₂ и D ₁ и обратно к источнику питания.

Тогда ясно, что один тиристор из верхней группы (SCR ₁ или SCR ₂) и соответствующий ему диод из нижней группы (D ₂ или D ₁) должны проводить вместе для любого тока нагрузки. течь.

Таким образом, среднее выходное напряжение V _AVE зависит от угла зажигания α для двух тиристоров, включенных в полууправляемый выпрямитель, поскольку два диода неуправляемы и пропускают ток при прямом смещении. Таким образом, для любого угла открытия затвора α среднее выходное напряжение определяется выражением:

Среднее выходное напряжение полууправляемого выпрямителя

Обратите внимание, что максимальное среднее выходное напряжение возникает, когда α = 1, но все еще составляет всего 0,637 * В _MAX такое же, как для однофазного неуправляемого мостового выпрямителя.

Мы можем продвинуть идею управления средним выходным напряжением моста еще на один шаг, заменив все четыре диода на тиристоры, дав нам схему полностью управляемого мостового выпрямителя .

Полностью управляемый мостовой выпрямитель

Однофазные полностью управляемые мостовые выпрямители, более известные как преобразователи переменного тока в постоянный. Полностью управляемые мостовые преобразователи широко используются в управлении скоростью машин постоянного тока, и их легко получить, заменив все четыре диода мостового выпрямителя тиристорами, как показано на рисунке.

Полностью управляемый мостовой выпрямитель

В конфигурации с полностью управляемым выпрямителем среднее напряжение нагрузки постоянного тока регулируется с помощью двух тиристоров за полупериод. Тиристоры SCR ₁ и SCR ₄ включаются вместе как пара в течение положительного полупериода, в то время как тиристоры SCR ₃ и SCR ₄ также включаются вместе как пара в течение отрицательного полупериода. То есть 180 ^o после SCR ₁ и SCR ₄.

Затем в режиме непрерывной проводимости четыре тиристора постоянно переключаются как чередующиеся пары для поддержания среднего или эквивалентного выходного напряжения постоянного тока. Как и в случае с полууправляемым выпрямителем, выходное напряжение можно полностью контролировать, изменяя угол задержки срабатывания тиристора (α).

Таким образом, выражение для среднего постоянного напряжения от однофазного полностью управляемого выпрямителя в режиме непрерывной проводимости дается как:

Полностью управляемый выпрямитель Среднее выходное напряжение

со средним выходным напряжением, изменяющимся от V _MAX / π до -V _MAX / π путем изменения угла включения α от π до 0 соответственно.Таким образом, при α <90 ^o среднее напряжение постоянного тока положительное, а при α> 90 ^o среднее напряжение постоянного тока отрицательное. То есть мощность перетекает от нагрузки постоянного тока к источнику переменного тока.

Затем мы увидели здесь, в этом руководстве по однофазному выпрямлению, что однофазные выпрямители могут принимать различные формы для преобразования переменного напряжения в постоянное напряжение от неконтролируемых однополупериодных выпрямителей с одним диодом в полностью управляемые двухполупериодные мостовые выпрямители с использованием четырех тиристоров.

Преимуществами однополупериодного выпрямителя являются его простота и низкая стоимость, так как для него требуется только один диод.Однако это не очень эффективно, поскольку используется только половина входного сигнала, обеспечивающая низкое среднее выходное напряжение.

Двухполупериодный выпрямитель более эффективен, чем полуволновой выпрямитель, поскольку он использует оба полупериода входной синусоидальной волны, создавая более высокое среднее или эквивалентное выходное напряжение постоянного тока. Недостатком двухполупериодной мостовой схемы является то, что для нее требуется четыре диода.

Выпрямление с фазным управлением использует комбинации диодов и тиристоров (SCR) для преобразования входного переменного напряжения в регулируемое выходное напряжение постоянного тока.В полностью управляемых выпрямителях используются четыре тиристора в своей конфигурации, тогда как в полууправляемых выпрямителях используется комбинация тиристоров и диодов.

Тогда, независимо от того, как мы это делаем, преобразование синусоидального сигнала переменного тока в установившийся источник постоянного тока называется Rectification .

Что такое однофазный двухполупериодный выпрямитель

Однофазный двухполупериодный диодный выпрямитель

Однофазные диодные выпрямители, преобразующие переменный сигнал в постоянное напряжение, бывают двух типов — полуволновые и двухполупериодные.Полуволновой диодный выпрямитель уже упоминался.

Двухполупериодный диодный выпрямитель также бывает двух типов — с центральным трансформатором и мостовым выпрямителем. Оба они изображены на рисунке ниже.

В случае трансформатора с центральным отводом мы имеем два комбинированных однополупериодных выпрямителя. Постоянные токи этих полуволновых трансформаторов равны, но противоположны. Каждый диод проводит в соответствующем полупериоде трансформатора. Ниже вы можете увидеть формы сигналов тока и напряжения для этого выпрямителя.

Двухполупериодный выпрямитель с центральным отводом

Мостовой выпрямитель Схема изображена ниже. Здесь четыре диода вместо двух. Итак, в каждом полупериоде трансформатора у нас есть два проводящих диода. Ниже вы можете увидеть формы сигналов напряжения и тока для этого выпрямителя.

Двухполупериодный мостовой выпрямитель

Среднее напряжение VDC = ωT∫0TVmsinωtdt.

Итак, VDC = 2Vmπ = 0.636Вм. Среднеквадратичное значение (RMS) равно RMS = 1T∫0Tv2L (t) dt = ωπ∫0π (Vmsinωt) 2dt

и VL = Vm2 = 0,707Vm.

Среднее значение тока нагрузки Idc = VdcR = 0,636VdcR. И среднеквадратичное значение тока нагрузки IL = 0.707VmR.

Коэффициент выпрямления (RF), показатели эффективности выпрямления σ = PdcPL = 0,81.

Форм-фактор (FF) — это отношение среднеквадратичного значения напряжения или тока к его среднему значению. FF = VLVdc и FF = ILIdc. Для двухполупериодного выпрямителя FF = 1.1.

Коэффициент пульсации (RF) — это показатель пульсации RF = VacVdc, где Vac = V2L + V2dc. Сделаем несколько математических упрощений RF = (VLVdc) 2–1 = FF2–1 = 0,482.

Коэффициент использования трансформатора (TUF) — это показатель качества трансформатора. TUM = VdcIdcVSIS, где VS и IS — номинальные значения действующего напряжения и среднеквадратичного значения тока вторичного трансформатора. Где для двухполупериодного трансформатора IS = 0.707VmR.

Читатель должен заметить, что только однополупериодный выпрямитель с резистивной нагрузкой производит гармонические токи в своих трансформаторах.

Паспорта промышленных однофазных двухполупериодных диодных выпрямителей содержат следующие важные параметры:

Пиковое повторяющееся обратное напряжение VRRM;
Коэффициент пульсации;
действующее значение входного напряжения на каждую ножку трансформатора VS;
Средний ток диода IF (AV);
Коэффициент выпрямления;
Частота пульсаций на выходе fr;
Пиковый повторяющийся прямой ток IFRM;
Номинал трансформатора первичной обмотки ВА;
Диод RMS current IF (RMS);
Форм-фактор;
Номинал трансформатора вторичной обмотки ВА;
Форм-фактор тока диода IF (RMS) IF (AV).

Например, Digi-Key Electronics предлагает большой выбор однофазных двухполупериодных и мостовых выпрямителей.

Выпрямители | Однофазные и трехфазные мостовые выпрямители

Примечание 1. Оснащен 3-контактными клеммами (быстроразъемные, наматываемые или припаянные).
Примечание 2. Винтовые клеммы.
Примечание 3. Может использоваться с радиатором NT441A.

Трехфазные мостовые выпрямители

P _RV	I _F Максимальный средний выпрямленный прямой ток
P _RV	35A	60A	100A
400	NTE53504
600		NTE5335	NTE5338
800	NTE53508
1200	NTE53512
1600	NTE53516
I _FSM (усилитель)	500	800	1500
V _F @ I _F	1.19 В при 40 А	1,35 В при 60 А	1,2 В при 100 А
Макс T _Дж @ I _F	+ 150 ° С	+ 125 ° С	+ 125 ° С
Тип упаковки (наведите указатель мыши на изображение для увеличения)	Примечание 1	Примечание 2

Примечание 1. Оснащен 3-контактными клеммами (быстроразъемное соединение, обертывание или пайка).
Примечание 2. Винтовые клеммы.

Тиристорный однофазный мостовой выпрямитель / инвертор — питание, электронные системы, приложения и ресурсы по электротехнике и электронике Project-Thesis

Объективы

Для демонстрации работы тиристорного однофазного моста как в выпрямительном, так и в инверторном режимах.
Для демонстрации работы моста, состоящего из тиристоров и двух диодов.

Обсуждение

Однофазный тиристорный мост (рисунок 1) работает по тому же принципу, что и диодный однофазный мостовой выпрямитель, за исключением того, что каждый тиристор начинает проводить ток только тогда, когда на затвор подается импульс тока (при условии, что тиристор смещен в прямом направлении). Как только тиристор начинает проводить, он продолжает проводить, пока ток, протекающий через него, не станет нулевым.При резистивной нагрузке ток становится равным нулю в тот момент, когда напряжение источника переменного тока E _s проходит через нулевое напряжение. Следовательно, на выходе получается двухполупериодное выпрямленное напряжение, которое всегда положительно (рис. 2 (b)).

Рисунок 1: Тиристорный однофазный мост.

Поскольку проводимость может быть инициирована под любым углом в форме волны от 0 ° до почти 180 °, среднее выходное напряжение E ₀ и, следовательно, средний ток можно изменять от 0 до 100%.

Рисунок 2: Формы выходных сигналов для тиристорного моста.

Следующее уравнение дает значение среднего выходного напряжения E ₀ как функцию угла открытия. это уравнение справедливо только при непрерывной проводимости, то есть когда время включения тиристоров соответствует 180 °.

E ₀ = 0,9 E _s cos α
где E _s — напряжение источника [В переменного тока]
α — угол открытия в градусах.

Когда нагрузка является индуктивной, выходное напряжение может быть отрицательным в течение части цикла, как показано на рисунке 2 (c).Это потому, что индуктор накапливает энергию в своем магнитном поле, которое позже высвобождается. Текущий продолжает течь, и те же тиристоры продолжают проводить, пока вся накопленная энергия не будет высвобождена. Поскольку это происходит через некоторое время после того, как напряжение источника переменного тока проходит через ноль, выходное напряжение становится отрицательным в течение части цикла.

Отрицательная часть формы волны выходного напряжения снижает среднее выходное напряжение E ₀. Как было показано в предыдущем упражнении, в схему можно включить безынерционный диод, чтобы предотвратить отрицательное выходное напряжение (рис. 3).Когда выходное напряжение начинает становиться отрицательным, обратный диод проводит. Это поддерживает выходное напряжение приблизительно на уровне нуля, в то время как энергия, запасенная в катушке индуктивности, высвобождается. Форма волны выходного напряжения такая же, как для чисто резистивной нагрузки (рисунок 2 (b)), поэтому среднее выходное напряжение больше, чем было бы без обратного диода. Добавление обратного диода делает форму выходного тока более плавной.

Рисунок 3: Тиристорный однофазный мост с обратным диодом.следующий Мостовой выпрямитель с двумя тиристорами и двумя диодами Схема мостового выпрямителя

— работа, типы, характеристики и применение

Мостовой выпрямитель

— важный электрический компонент, который используется в блоках питания. Он используется как преобразователь переменного тока в постоянный. Оставайтесь и идите дальше, чтобы узнать все о схеме мостового выпрямителя, ее типах, принципах работы, характеристиках, областях применения и преимуществах.

Что такое мостовой выпрямитель

Мостовой выпрямитель является неотъемлемой частью всех электронных устройств, которые используют постоянный ток для работы.Многие компоненты используют постоянный ток, поскольку они требуют постоянного напряжения и, следовательно, преобразование переменного тока в постоянный имеет важное значение.

Схема мостового выпрямителя — это компонент, который помогает преобразовывать питание переменного тока в постоянный. Они могут быть легко сконструированы с использованием одного или нескольких диодов, которые являются неуправляемыми и однонаправленными, или других управляемых полупроводниковых переключателей.

Рис. 1. Введение в мостовой выпрямитель

Существует много типов мостовых выпрямителей. Но тот, который вам понадобится, будет определяться требованиями к нагрузке.При выборе мостового выпрямителя для источника питания необходимо учитывать несколько моментов.

Несколько необходимых факторов, которые следует учитывать, — это номинальные характеристики компонента, напряжение пробоя, технические характеристики, диапазон температур, номинальный ток в прямом направлении, номинальный ток в переходных процессах, требования к установке и т. Д. Принимая во внимание все эти факторы и требования к нагрузке, вы можно выбрать соответствующую схему мостового выпрямителя.

Рис. 2 — Плата источника питания мостового выпрямителя

Типы мостовых выпрямителей

Мостовые выпрямители можно классифицировать на основе таких факторов, как конфигурация схемы, возможности управления и типы источника питания.Проследите указатели ниже и узнайте все о типах мостовых выпрямителей, так как некоторые из них перечислены ниже и кратко описаны:

Однофазные и трехфазные мостовые выпрямители
Неуправляемые мостовые выпрямители
Управляемые мостовые выпрямители

1. Однофазный и трехфазный мостовой выпрямитель

Тип источника питания, который может быть однофазным или трехфазным, определяет выпрямители. В однофазных выпрямителях есть четыре диода, которые используются для преобразования переменного тока в постоянный.Но с другой стороны, трехфазные выпрямители используют шесть диодов для той же цели, а компоненты, используемые в конструкции моста, определяют, будет ли ваша схема мостового выпрямителя управляемой или неуправляемой. Несколько компонентов схемы, которые могут определить это, — это диоды, тиристоры и т. Д.

Рис. 3 — Схема однофазного и трехфазного мостового выпрямителя

2. Неуправляемые мостовые выпрямители

Это мостовой выпрямитель который в основном используется для исправления входа.Он использует диоды для исправления входа. Диод, несомненно, является однонаправленным устройством и, следовательно, пропускает ток только с одного направления. Конфигурация диодов в этом выпрямителе такова, что мощность не может изменяться при изменении требований к нагрузке. Следовательно, благодаря этой особенности, неуправляемые мостовые выпрямители всегда используются в стабильных или постоянных источниках питания.

3. Управляемые мостовые выпрямители

Это тип выпрямителя, в котором неуправляемые диоды не используются в качестве компонентов устройства; контролируемые твердотельные устройства, такие как MOSFET, SCR (кремниевый управляемый выпрямитель или просто тиристоры), IGBT и т. д.используются. Следовательно, выходная мощность, достигаемая с помощью этого выпрямителя, различается при разных напряжениях. Эта особенность управляемых мостовых выпрямителей сделала их полезными во многих секторах.

Рис. 4 — Контролируемая и неуправляемая схема мостового выпрямителя

Можно соответствующим образом изменить выходную мощность нагрузки. При срабатывании различных моментов устройств происходит изменение выходной мощности. Это основная категория мостовых выпрямителей, которые получили все свои функции только благодаря модификации компонентов.

Как работает мостовой выпрямитель

Однофазный выпрямитель имеет четыре диода D _1, D ₂, D _3, D ₄, и подключение осуществляется через нагрузку R _L, как показано на рис. 5. Четыре диода соединены таким образом, что только два диода проводят ток в течение каждого полупериода. Ток нагрузки такой же, а входной переменный ток меняется на постоянный с помощью этой схемы.

Полученный выходной сигнал пульсирует, и для сохранения чистоты постоянного тока требуется конденсатор.Принцип работы почти всех выпрямителей одинаков, но в случае выпрямителей с управляемым мостом за срабатывание отвечают тиристоры; так что ток подается на нагрузку.

Рис. 5 — Конструкция мостового выпрямителя

Сигнал переменного тока подается на схему. Во время положительного полупериода диоды D1, D3 смещаются в прямом направлении, а D2, D4 — в обратном направлении. Это также показывает, что клемма A становится положительной, а клемма B становится отрицательной.Аналогичным образом клемма B становится положительной, а клемма A становится отрицательной в течение отрицательного полупериода. В этом случае диоды D2, D4 смещены в прямом направлении, а диоды D1, D3 — в обратном направлении. Ток нагрузки остается неизменным как в положительном, так и в отрицательном полупериоде.

Рис. 6 — Формы входных и выходных сигналов

Характеристики мостового выпрямителя

Основные характеристики включают:

Коэффициент пульсаций

Коэффициент пульсаций — это мера плавности выходного сигнала постоянного тока.Выходной сигнал постоянного тока с меньшим количеством пульсаций известен как плавный сигнал постоянного тока, тогда как выходной сигнал с большими колебаниями известен как верхний пульсирующий сигнал постоянного тока.

КПД

КПД выпрямителя представлен как отношение выходной мощности постоянного тока к приложенному переменному току в качестве входной мощности.

Применения мостовых выпрямителей

Применения включают:

Они используются для модуляции радиосигналов.
Широко используется для преобразования переменного напряжения в низкое значение постоянного тока.
Применяются также в электросварке.
В основном используется в блоках питания.

Преимущества мостовых выпрямителей

К преимуществам относятся:

Эффективность мостового выпрямителя несомненно на высоте. Его КПД выше, чем у полуволнового выпрямителя, и он равен двухполупериодному выпрямителю. Выходной сигнал постоянного тока оказался более гладким по сравнению с выходным сигналом однополупериодного выпрямителя.
Понижающий трансформатор не требуется.
Сигнал на выходе непрерывный.
Низкий фильтр необходим для использования в автомобиле.

Недостатки мостового выпрямителя

Недостатком мостового выпрямителя может быть его сложная конструкция. Прежде всего, еще один момент, который может быть включен в этот недостаток, — это потеря мощности, вызванная использованием большего количества диодов.

При использовании большего количества диодов стоимость изготовления может значительно возрасти.
Может быть ошибка в исправлении, если значение диода неточно.
Не удается найти правильный выход постоянного тока.

  Также читают:
Коэффициент мощности - треугольник мощности, типы, коррекция коэффициента мощности, применения, преимущества
Асинхронный двигатель | Асинхронный двигатель - тип, особенности, принцип работы
Как работает конденсатор
Что такое стабилизатор напряжения - зачем он нам, как он работает, типы и области применения

Однофазные полноволновые мостовые сборки

Номер	Имя
3SBMA0	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
3SBMA05F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
3SBMA1F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
3SBMA2	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
3SBMA2F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
3SBMA4	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
3SBMA4F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
3SBMA6	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
3SBMA6F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
3SBMA8	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
3SBMA8F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
3SBMB0	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
3SBMB05F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
3SBMB2	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
3SBMB2F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
3СБМБ4	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
3SBMB4F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
3СБМБ6	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
3SBMB6F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
3SBMB8	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
3SBMB8F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
3SBMC0	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
3SBMC05F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
3SBMC2	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
3SBMC2F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
3SBMC4	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
3SBMC4F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
3SBMC6	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
3SBMC6F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
3SBMC8	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
3SBMC8F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBMA0	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBMA05F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBMA2	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBMA2F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBMA4	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBMA4F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBMA6	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBMA6F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBMA8	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBMA8F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBMB0	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBMB05F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBMB2	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBMB2F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBMB4	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBMB4F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBMB6	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBMB6F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBMB8	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBMB8F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBMC0	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBMC05F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBMC2	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBMC2F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBMC4	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBMC4F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBMC6	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBMC6F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBMC8	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBMC8F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBR05	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBR05F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBR05FF	Сверхбыстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBR1	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBR10	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBR10F	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBR10FF	Сверхбыстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBR15	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBR15FF	Сверхбыстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBR1F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBR2	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBR20	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBR25	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBR25F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBR2F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBR30	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBR4	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBR4F	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBR6	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBR6F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBR8	Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SBR8F	Быстрое восстановление, монтаж на печатную плату, сборки однофазного полноволнового мостового выпрямителя
SCAJ05F	Однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки с быстрым восстановлением и низким током
SCAJ05FF	Сверхбыстрое восстановление, слаботочные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCAJ10FF	Сверхбыстрое восстановление, слаботочные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCAJ15FF	Сверхбыстрое восстановление, слаботочные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCAJ1F	Однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки с быстрым восстановлением и низким током
SCAJ2	Стандартное восстановление, слаботочные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCAJ2F	Однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки с быстрым восстановлением и низким током
SCAJ4	Стандартное восстановление, слаботочные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCAJ4F	Однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки с быстрым восстановлением и низким током
SCAJ6	Стандартное восстановление, слаботочные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCAJ6F	Однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки с быстрым восстановлением и низким током
SCAJF	Стандартное восстановление, слаботочные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCAS05	Однофазный полноволновой мостовой выпрямитель со стандартным восстановлением
SCAS05F	Быстрое восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCAS05FF	Сверхбыстрое восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCAS1	Стандартное восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCAS10FF	Сверхбыстрое восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCAS15FF	Сверхбыстрое восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCAS1F	Быстрое восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCAS2	Стандартное восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCAS2F	Быстрое восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCAS4	Стандартное восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCAS4F	Быстрое восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCAS6	Стандартное восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCBA05F	Однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки с быстрым восстановлением, среднетоковые
SCBA05FF	Сверхбыстрое восстановление, среднетоковые однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCBA10FF	Сверхбыстрое восстановление, среднетоковые однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCBA15FF	Сверхбыстрое восстановление, среднетоковые однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCBA1F	Однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки с быстрым восстановлением, среднетоковые
SCBA2	Среднетоковые однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки со стандартным восстановлением
SCBA2F	Однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки с быстрым восстановлением, среднетоковые
SCBA4	Среднетоковые однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки со стандартным восстановлением
SCBA4F	Однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки с быстрым восстановлением, среднетоковые
SCBA6	Среднетоковые однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки со стандартным восстановлением
SCBAR05	Стандартное восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCBAR05F	Быстрое восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCBAR05FF	Сверхбыстрое восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCBAR1	Стандартное восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCBAR10	Стандартное восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCBAR10FF	Сверхбыстрое восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCBAR15FF	Сверхбыстрое восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCBAR1F	Быстрое восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCBAR2	Стандартное восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCBAR2F	Быстрое восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCBAR4	Стандартное восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCBAR4F	Быстрое восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCBAR6	Стандартное восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCBAR8	Стандартное восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCBH05F	Однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки с быстрым восстановлением и низким током
SCBH05FF	Сверхбыстрое восстановление, слаботочные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
СКБх20ФФ	Сверхбыстрое восстановление, слаботочные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
СКБх25ФФ	Сверхбыстрое восстановление, слаботочные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
СКБх2Ф	Однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки с быстрым восстановлением и низким током
SCBh3	Стандартное восстановление, слаботочные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
СКБх3Ф	Однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки с быстрым восстановлением и низким током
СЧБх5	Стандартное восстановление, слаботочные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
СКБх5Ф	Однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки с быстрым восстановлением и низким током
SCBH6	Стандартное восстановление, слаботочные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCBK05	Стандартное восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCBK05F	Быстрое восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCBK05FF	Сверхбыстрое восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCBK1	Стандартное восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCBK10FF	Сверхбыстрое восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCBK15FF	Сверхбыстрое восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCBK1F	Быстрое восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCBK2	Стандартное восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCBK2F	Быстрое восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCBK4	Стандартное восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCBK4F	Быстрое восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SCBK6	Стандартное восстановление, сильноточные однофазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
НАБОР061203	Однофазный двухполупериодный мостовой выпрямитель с высокой плотностью тока и высоким током
НАБОР061204	Однофазный двухполупериодный мостовой выпрямитель с высокой плотностью тока и высоким током
НАБОР061211	Однофазный двухполупериодный мостовой выпрямитель с высокой плотностью тока и высоким током
НАБОР061212	Однофазный двухполупериодный мостовой выпрямитель с высокой плотностью тока и высоким током
НАБОР061219	Однофазный двухполупериодный мостовой выпрямитель с высокой плотностью тока и высоким током
НАБОР121203	Однофазный двухполупериодный мостовой выпрямитель с высокой плотностью тока и высоким током
НАБОР121204	Однофазный двухполупериодный мостовой выпрямитель с высокой плотностью тока и высоким током
НАБОР121211	Однофазный двухполупериодный мостовой выпрямитель с высокой плотностью тока и высоким током
НАБОР121212	Однофазный двухполупериодный мостовой выпрямитель с высокой плотностью тока и высоким током
НАБОР121219	Однофазный двухполупериодный мостовой выпрямитель с высокой плотностью тока и высоким током

GBL401, GBL401 pdf 中文资料, GBL401 引脚图, GBL401 电路 -Datasheet- 电子工程世界

ГБU401

ДО

ГБU407

ОДНА ФАЗА 4.0 УСИЛИТЕЛЬ МОСТОВЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ

ДИАПАЗОН НАПРЯЖЕНИЯ

от 50 до 1000 вольт

ТОК

4,0 Ампер

ГБУ

0,880 (22,3)

. 860 (21,8)

. 161 (4,1)

,134 (3,4)

ОСОБЕННОСТИ

* Идеально подходит для печатной платы

* Низкое прямое напряжение

* Низкий ток утечки

* Полярность: обозначена на корпусе

* Монтажное положение: любое

0,100 (2,54)

.085 (2,16)

0,047 (1,2)

0,035 (0,9)

.139 (3,5)

.133 (3,4)

,232 (5,9)

,213 (5,4)

0,073 (1,85)

0,057 (1,45)

0,752 (19,1)

0,720 (18,3)

0,720 (18,29)

. 680 (17,27)

0,024 (0,6)

0,016 (0,4)

.106 (2,7)

.091 (2.3)

. 210 (5,33)

РАССТОЯНИЕ

.190 (4.83)

Размеры в дюймах и (миллиметрах)

МАКСИМАЛЬНЫЕ НОМИНАЛЬНЫЕ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Номинал 25 ° C, температура окружающей среды не указана.

Однофазная полуволна, 60 Гц, резистивная или индуктивная нагрузка.

Для емкостной нагрузки уменьшите ток на 20%.

НОМЕР ТИПА

Максимальное возвратное пиковое обратное напряжение

Максимальное среднеквадратичное значение напряжения

Максимальное напряжение блокировки постоянного тока

Максимальный средний прямой выпрямленный ток

при Tc = 100 ° C

Пиковый прямой импульсный ток, 8.Одинарная полусинусоида 3 мс

накладывается на номинальную нагрузку (метод JEDEC)

Максимальное падение напряжения в прямом направлении на элемент моста при 4,0 А постоянного тока

Максимальный постоянный обратный ток

Ta = 25 ° C

при номинальном напряжении блокировки постоянного тока

Диапазон рабочих температур, Т

Дж

Диапазон температур хранения, Т

СТГ

Ta = 100 ° C

GBU401 GBU402 GBU403 GBU404 GBU405 GBU406 GBU407

ЕДИНИЦ

100

200

140

200

400

280

400

4.0

150

1,1

500

-65 +150

600

420

600

800

560

800

1000

700

1000

274

НОМИНАЛЬНЫЕ И ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКИЕ КРИВЫЕ (GBU401 THRU GBU407)

РИС.1-ТИПИЧНЫЙ ПЕРЕДАЧИЙ ТОК

КРИВАЯ ИЗМЕНЕНИЯ

Однофазный

Полуволна 60 Гц

Активная или индуктивная нагрузка

РИС.2-МАКСИМАЛЬНОЕ НЕПОВТОРИТЕЛЬНАЯ ПЕРЕДАЧА

НАПРЯЖНЫЙ ТОК

ПИК ПЕРЕДНЕГО НАПРЯЖЕНИЯ ТОКА, (A)

250

СРЕДНИЙ ПЕРЕДНИЙ ТОК, (A)

200

150

Tj = 25 C

8.3 мс, одиночный тайм

Синусоидальная волна

Метод JEDEC

100

100 125

150

175

ТЕМПЕРАТУРА КОРПУСА, (C)

100

КОЛИЧЕСТВО ЦИКЛОВ ПРИ 60 Гц

РИС.3-ТИПИЧНЫЙ ПЕРЕДНИЙ

ХАРАКТЕРИСТИКИ

МГНОВЕННЫЙ ТОК ВПЕРЕД, (A)

РИС.4-ТИПИЧНЫЙ РЕВЕРС

ХАРАКТЕРИСТИКИ

3,0

1,0

Tj = 25 C

Ширина импульса 300 мкс

1% рабочий цикл

ОБРАТНЫЙ ТОК УТЕЧКИ, (A)

3,0

1,0

Tj = 100 C

0,1

Tj = 25 C

.01

1,0

1.2

1,4

.01

100 120 140

ПЕРЕДНЕЕ ВОЛЬТ

ВОЗРАСТ, (В)

ПРОЦЕНТ НОМИНАЛЬНОГО ПИКОВОГО ОБРАТНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, (%)

275

Схема	U₂/U_н_._ср_.	I₂/I_н	I₁n_Т/I_н	S_Т/P_н	U_обр_.m/U_н	I_В/I_н	q	m
Однополу-периодная	2.22	1.57	1.21	3.5	3.14	1	1.57	1
Мостовая	1.11	1.11	1.11	1.23	1.57	0.5	0.667	2

6 Однофазные выпрямители и сглаживающие фильтры

Рекомендуемые файлы

Контрольные вопросы

принцип работы, типы и схемы

Принцип работы

Принцип работы диодного моста

Диод в цепи переменного напряжения

Как работает диодный мост в теории

Работа диодного моста на практике

Однофазный однополупериодный выпрямитель

Назначение и практическое использование

Блок питания

Трёхфазный выпрямитель

15.3 Стабилизаторы напряжения и тока

Стабилизаторы классифицируют по ряду признаков:

Параметрические стабилизаторы напряжения и тока. Схема такого устройства имеет вид:

Что такое стабилизатор и для чего он нужен?

Практическое применение

Примеры схем с диодным мостом и их описание

Однофазный мостовой выпрямитель

Однофазная мостовая схема с неполным числом тиристоров (несимметричный однофазный мостовой выпрямитель)

| Однофазный выпрямитель | Fiziku5

Работа № 3-3. ОДНОФАЗНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ.

Однофазный мостовой активный выпрямитель напряжения (АВН)

Сравнение схем однофазных мостовых управляемых выпрямителей

Выпрямление однофазного источника питания

Синусоидальный сигнал переменного тока

Однофазный выпрямитель

Полуволновое выпрямление

Среднее значение синусоид

Среднее напряжение полупериодного выпрямителя

Пример исправления №1

а) Максимальная амплитуда напряжения, В

б) Эквивалентное постоянное напряжение, В

c) Ток нагрузки, I

г) Мощность, рассеиваемая нагрузкой, P

Двухполупериодное выпрямление

Однофазный двухполупериодный мостовой выпрямитель

Форма волны на выходе двухполупериодного выпрямителя

Среднее значение двухполупериодного выпрямителя

Двухполупериодный выпрямитель, среднее напряжение

Пример исправления №2

а) Напряжение питания выпрямителя, В

б) Ток нагрузки, I

c) Ток нагрузки, проходящий через каждый диод, I

г) Мощность, рассеиваемая нагрузкой, P

Двухполупериодный полууправляемый мостовой выпрямитель

Полууправляемый мостовой выпрямитель

Полууправляемый мостовой выпрямитель

Среднее выходное напряжение полууправляемого выпрямителя

Полностью управляемый мостовой выпрямитель

Полностью управляемый мостовой выпрямитель

Полностью управляемый выпрямитель Среднее выходное напряжение

Что такое однофазный двухполупериодный выпрямитель

Однофазный двухполупериодный диодный выпрямитель

Выпрямители | Однофазные и трехфазные мостовые выпрямители

Трехфазные мостовые выпрямители

Тиристорный однофазный мостовой выпрямитель / инвертор — питание, электронные системы, приложения и ресурсы по электротехнике и электронике Project-Thesis

— работа, типы, характеристики и применение

Что такое мостовой выпрямитель

Как работает мостовой выпрямитель

Характеристики мостового выпрямителя

Коэффициент пульсаций

КПД

Однофазные полноволновые мостовые сборки

GBL401, GBL401 pdf 中文 资料, GBL401 引脚 图, GBL401 电路 -Datasheet- 电子 工程 世界

alexxlab

Добавить комментарий Отменить ответ

Рубрики

GBL401, GBL401 pdf 中文资料, GBL401 引脚图, GBL401 电路 -Datasheet- 电子工程世界