Работа выпрямителя при активно-емкостной нагрузке.

Такая нагрузка создается при использовании конденсатора С для сглаживания кривой выпрямленного напряжения.

Включение конденсатора параллельно нагрузке изменяет режим работы выпрямителя по сравнению с работой при активной и активно-индуктивной нагрузках. Работа схемы, обусловливаемая процессами заряда и разряда конденсатора, характеризуется импульсным режимом. В отличие от предыдущих режимов работы для отпирания вентиля V1 или V2 недостаточно только лишь изменения отрицательной полуволны напряжений u₂₁ или u₂₂ на положительную. Требуется, чтобы указанные напряжения превысили напряжение на конденсаторе С, определяющее потенциал катодов вентилей V1 и V2 и выходного напряжения u_d (рис. 3.13).

Пусть на интервале 0 – u₁ имеем u₂₁ > 0, u₂₂ < 0, и напряжение на конденсаторе     u_d > | u₂|_. На этом интервале оба вентиля закрыты. Вентиль V2 закрыт, поскольку u₂₂ < 0, и к нему прикладывается обратное напряжение, равное u₂₂ + u_d. Вентиль V1 заперт вследствие того, что напряжение его катода относительно нулевой точки, определяемое напряжением u_d, превышает напряжение анода, создаваемое вторичным напряжением u₂₁. На интервале 0 – u₁ нагрузка R и конденсатор С отделены запертыми вентилями от вторичных обмоток трансформатора.

Рис. 3.13. Временные диаграммы однофазного двухполупериодного

выпрямителя на активно-емкостную нагрузку

 

Питание нагрузки производится от конденсатора, разряжающегося по экспоненциальному закону с постоянной времени τ = RС. В момент времени u₁ u₂₁ = u_d, и вентиль V1 открывается, подключая конденсатор и нагрузку к напряжению  u₂₁ вторичной обмотки трансформатора. Интервал u₁ - u₂ соответствует заряду конденсатора под действием u₂₁. Процесс заряда конденсатора заканчивается в момент ₂ , когда напряжение на нем становится равным напряжению u₂₁.

На интервале ₂ - ₃ вентили V1 и V2 закрыты и происходит разряд конденсатора на нагрузку. В момент времени ₃ напряжение u₂₂ становится равным u_d. Вентиль V2 открывается, и на интервале u₃ - u₄ пропускает импульс зарядного тока i_V2 конденсатора. В последующем процессы в схеме повторяются.

Кривая напряжения u_d более сглажена, чем в предыдущих режимах работы выпрямителя. При постоянной времени t = (4 – 8) / f_c коэффициент пульсации выходного напряжения не превышает 0,02 – 0,04.

В то время как при активной и активно-индуктивной нагрузках среднее значение напряжения U_{di 0} = 0,9·U₂, при наличии конденсатора напряжение U_{di 0}  равно амплитудному значению U₂, т.е.

                                    U_{di 0} = 1,41U₂                                                               (3.22)

 

Обратное напряжение на вентиле определяется разностью напряжений u₂ и u_d, поэтому включение конденсатора приводит к увеличению интервала действия обратного напряжения. Однако максимальное значение U_RRM, как и в предыдущих режимах, не превышает 2 U₂.

 

Рис. 3.14. Двухполупериодные схемы выпрямления с шунтирующим (нулевым) диодом:

нулевая (а), мостовая (б), временные диаграммы при a = 0 (в) и a ¹ 0 (г)

 

⇐ Предыдущая6789101112131415Следующая ⇒

Поделиться: