Полупроводниковые выпрямители

§ 154. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ

Для преобразования переменного тока в постоянный применяют полупроводниковые выпрямители.

На рис. 214, а приведена принципиальная схема однополупериодного выпрямления с применением полупро­водникового диода. К первич­ной обмотке трансформатора Тр подключен источник переменного тока. Последова­тельно со вторичной обмот­кой включены полупровод­никовый диод и приемник по­стоянного тока г. Через пер­вичную обмотку в течение одного полупериода протека­ет переменный ток в направ­лении от точки 1 к точке 2, в течение второго полуперио­да—в обратном направле­нии, т. е. от точки 2 к точке 1. Когда в точке 3 вторичной обмотки будет положитель­ный потенциал относительно точки 4, через диод и прием­ник r будет протекать ток в направлении, показанном- на схеме стрелкой (от « + » к «—»). В следующий полупе­риод, когда в точке 3 вторич­ной обмотки будет отрица­тельный потенциал относи­тельно точки 4, ток через приемник протекать не будет (поскольку диод обладает односторонней проводимо­стью). В следующие по­лупериоды процесс повто­рится.

Схема двухполупериодного выпрямления показана на рис. 214, б. К первичной обмотке трансформатора, Тр подключен источник переменного тока. В цепь вторичной обмотки включены два полу­проводниковых диода. К средней точке этой обмотки присоединена нагрузка.

Допустим, что в точке 3 вторичной обмотки в первый полупе­риод будет положительный потенциал относительно точки 5, а в точке 4 — отрицательный. Тогда ток пройдет через диод Д1, дрос­сель Др и приемник в точку 5 трансформатора. В это время диод Д2 тока не пропускает.

В течение второго полупериода потенциал на концах вторичной обмотки трансформатора изменится, в точке 3 будет отрицатель­ный потенциал, а в точке 4 — положительный. Ток пройдет через диод Д2, дроссель Др и приемник в точку 5. В это время диод Д1 тока пропускать не будет.

В следующие полупериоды процесс повторится. Таким образом, через приемник будет проходить ток в одном и том же направлении в течение каждого полупериода.

Двухполупериодное выпрямление часто осуществляется также по мостовой схеме, приведенной на рис. 214, в. В этой схеме общее напряжение на зажимах вторичной обмотки трансформатора равно половине общего напряжения на зажимах вторичных обмоток (двух половин) обычной двухполупериодной схемы. В связи с этим на изготовление трансформатора для мостовой схемы затрачивается меньше материалов и он получается более легким и дешевым. Пер­вичная обмотка  I трансформатора Тр включена в сеть переменного тока. В цепь вторичной обмотки II включены четыре диода, а к точкам 5 и б присоединен приемник.

Допустим, что в точке 3 вторичной обмотки в первый полупе­риод потенциал положительный, а в точке 4 — отрицательный. Тог­да электрический ток пройдет от точки 3 через точку 7, диод Д2, точку 5, приемник (в направлении, указанном стрелкой), точку 6 и диод Д4 через точку 8 к точке 4 вторичной обмотки.

В течение второго полупериода полярность в точках.3 и 4 вто­ричной обмотки изменится: в точке 3 будет отрицательный потен­циал, а в точке 4 — положительный. Тогда ток пройдет от точки 4 через точку 8, диод Д1 точку 5, приемник (в том же направлении), точку 6, диод Д3 и через точку 7 к точке 3.

В каждый полупериод через приемник будет протекать ток в одном и том же направлении.

Мостовая схема выпрямления может быть собрана и без транс­форматора.

При изготовлении выпрямителя на полупроводниковых диодах необходимо иметь в виду, что полупроводниковый диод может от­дать номинальную силу выпрямленного тока только при использо­вании его в схеме однополупериодного выпрямления без сглажива­ющего фильтра, работающего на активную нагрузку.

При использовании диода в выпрямителе с фильтром, имеющем на входе конденсатор, нормальный режим работы диода обеспечивается при условии снижения выпрямленного тока в 2—2,5 раза по сравнению с номинальным. Это связано с тем, что диод длительнее загружен током.