Теория: выпрямители. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Начинающему радиолюбителю

 Комментарии к статье

Для преобразования переменного тока в постоянный применяют выпрямители на полупроводниковых диодах. Простейший однополупериодный выпрямитель на одном диоде (рис. 62) используют лишь при малых токах, высоких нагрузочных сопротивлениях и низких требованиях к пульсациям выходного напряжения. Главный же его недостаток состоит в том, что постоянный выпрямленный ток, протекая через вторичную обмотку трансформатора, создает постоянное подмагничивание магнитопровода и тем самым ухудшает его работу.

На выходе выпрямителя включают оксидный конденсатор большой емкости, сглаживающий пульсации. Не будь его, напряжение на выходе выпрямителя имело бы вид синусоидальных полуволн, как показано на рис. 63 штриховой линией, - ведь диод пропускает только положительную полуволну напряжения на вторичной обмотке трансформатора. При наличии сглаживающего конденсатора С1 напряжение на выходе будет иметь вид. показанный на рисунке сплошной пинией. Оно состоит из постоянного напряжения U и переменного напряжения пульсаций U. Частота пульсаций равна частоте сети - 50 Гц, а период Т составляет 0,02 с.

Амплитуду пульсаций можно оценить, заметив, что разрядка конденсатора С1 на нагрузку (питаемое устройство) происходит по экспоненциальному закону: U = Ume-1/RC, где R - сопротивление нагрузки, равное выпрямленному напряжению (В), деленному на потребляемый ток (А), а С - емкость конденсатора С1 (Ф). Если постоянная времени, равная произведению RC. больше Т. приближенно выполняется соотношение U = T·Iн/C. где Iн - ток нагрузки. Видим, что пульсации уменьшаются при увеличении сопротивления нагрузки выпрямителя (т. е. при уменьшении потребляемого тока) и емкости сглаживающего конденсатора. В особых случаях применяют более сложные сглаживающие фильтры, содержащие последовательно включенный резистор или дроссель и дополнительный сглаживающий конденсатор.

Более совершенен двухполупериодный выпрямитель (рис. 64). Вторичная обмотка трансформатора рассчитывается на удвоенное напряжение, но имеет отвод от середины, т.е. состоит как бы из двух одинаковых обмоток (начала их показаны точками). Во время одной полуволны напряжения открыт диод VD1, а во время другой - VD2. Постоянное подмагничивание магнитопровода трансформатора теперь отсутствует, так как токи в половинах вторичной обмотки направлены в разные стороны, а частота пульсаций на выходе равна 100 Гц, что позволяет примерно вдвое уменьшить емкость сглаживающего конденсатора С1. Половины вторичной обмотки также рассчитываются на вдвое меньший ток.

Другая разновидность двухполупериодного выпрямителя - мостовой (рис. 65). содержащий четыре диода и только одну вторичную обмотку. При каждой полуволне переменного напряжения работают два диода, включенных в противоположные диагонали моста. Эта схема получила наибольшее распространение, для таких выпрямителей выпускаются специальные сборки из четырех диодов, включенных по мостовой схеме.

При расчете трансформатора оперируют с эффективными значениями напряжения на обмотках. Постоянное напряжение на сглаживающем конденсаторе выпрямителя без нагрузки равно амплитудному значению Um. т. е. в 1.41 раз больше. Например, если вторичная обмотка рассчитана на напряжение 12 В (2x12 В для схемы рис. 64), напряжение холостого хода выпрямителя составит около 17 В. Под нагрузкой оно несколько уменьшается из-за падения на прямом сопротивлении диодов и на сопротивлении обмоток

Диоды выпрямителя характеризуются допустимыми прямым током и обратным напряжением (для диодов Д7А, например, это будет 0.3 А и 50 В). Для однополупериодного выпрямителя (рис. 62) прямой ток диода должен быть не меньше, чем ток, потребляемый нагрузкой, а обратное напряжение - не меньше 2UW. В двухполупериодном выпрямителе два диода работают поочередно, поэтому допустимый прямой ток диодов может быть вдвое меньше, а обратное напряжение - такое же. В мостовой схеме (рис. 65) прямой ток ровен половине выпрямленного, а обратное напряжение - Um. Диоды обычно выбирают с некоторым запасом по прямому току и обратному напряжению.

Из других интересных схем выпрямителей надо упомянуть схему с удвоением напряжения (рис. 66). Она содержит как бы два однополупериодных выпрямителя, включенных по входу параллельно, а по выходу - последовательно (такой же принцип использован и в умножителях большей кратности). Выпрямленное напряжение здесь достигает 2Um, но нужны два сглаживающих конденсатора значительной емкости.

Иногда требуется выпрямитель, создающий относительно общего провода два одинаковых по величине, но разнополярных напряжения (для питания операционных усилителей, некоторых УМЗЧ и т. д.). В этом случае удобно объединить два выпрямителя по схеме рис. 64, но с обратным включением диодов и конденсатора во втором выпрямителе. Что в этом случае получится, показано на рис. 67.

Диоды образовали обычный мост, а средние точки вторичной обмотки и конденсаторов соединены с общим проводом.

Автор: Автор: В.Поляков

Смотрите другие статьи раздела Начинающему радиолюбителю.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Восприятие музыки зависит от цвета концертного зала 03.03.2026

Восприятие живой музыки традиционно связывают с слухом, однако на впечатления от концерта влияют и другие факторы, включая визуальное оформление и освещение. Вопрос о том, может ли цвет интерьера напрямую изменять то, как мы слышим звук, долго оставался открытым. Недавнее исследование ученых из Технического университета Берлина проливает свет на эту связь и демонстрирует, что визуальная среда способна влиять на субъективное восприятие музыки. Чтобы изучить эффект цвета, исследователи предложили участникам прослушать записи концерта в виртуальных залах, оформленных в красные, зеленые и синие оттенки. Цвета варьировались по яркости и насыщенности, что дало 12 различных вариантов оформления. Поскольку построить физические залы с таким разнообразием цветов было невозможно, использовалась технология виртуальной реальности. Звук воспроизводился через наушники с бинауральной технологией, адаптирующей звучание к движениям головы, что создавало ощущение реального присутствия в зале. Участ ...>>

Chrysalis: концепт межзвездного корабля для 400-летнего путешествия 03.03.2026

Межзвездные полеты остаются одной из самых амбициозных целей человечества. Международный научный проект Chrysalis предложил концепцию космического корабля, способного совершить 400-летнее путешествие с экипажем из 2400 человек. Победивший в конкурсе 2025 года дизайн демонстрирует не только инженерные решения, но и социальную архитектуру, рассчитанную на 16 поколений людей, живущих на борту. В основе концепции лежит вращательная конструкция длиной 58 километров. Такая масштабная система должна создать искусственную гравитацию, достаточную для нормального функционирования организма, без вызывающей дезориентацию центробежной нагрузки. Для стабилизации конструкции проект предусматривает несколько цилиндров, вращающихся в противоположных направлениях, что минимизирует колебания и вибрации. Сборка корабля планируется в точках Лагранжа - участках космоса, где можно минимизировать расход топлива. Движение корабля предполагается обеспечить прямым термоядерным двигателем на гелии-3 и дейте ...>>

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Случайная новость из Архива Красный фосфор для увеличения емкости литиевых батарей 01.08.2020 Ученые из Аргоннской национальной лаборатории добились прогресса в создании литий-ионных аккумулятора с увеличенной емкостью. Новая разработка обещает десятикратно увеличить энергетическую емкость анодного материала и привести к появлению более емких, чем сегодня аккумуляторов. Современные литий-ионные батареи используют анод из графита. Это стабильный в условиях батареи материал. Он не растрескивается даже после 1000 циклов заряда и разряда, хотя каждый такой цикл сопровождается насыщением графитового анода литием и его последующей отдачей. И все бы хорошо, только графит обладает сравнительно невысокой энергетической емкостью. Для постепенного повышения емкости литий-ионных батарей нужны новые материалы для анода. В качестве таких материалов рассматриваются два наиболее перспективных - это кремний и фосфор. Каждый из них имеет теоретическую энергетическую емкость, по крайней мере, в 10 раз большую, чем графит. Аноды из кремния уже не кажутся фантастикой и даже обещают попасть в коммерческие продукты не позже, чем через пять лет. Но исследователи из Аргоннской национальной лаборатории не доверяют этому материалу. Ученые сначала сделали композитный анод с использованием частиц черного, а затем и красного фосфора. Частицы фосфора измельчаются до микрометрового размера и затем соединяются с такими же по размеру частицами углерода. Полученный материал показал кулоновскую эффективность свыше 90 %, что открывает композитному аноду путь к коммерческому производству.

Другие интересные новости:

▪ Суперкомпьютер с магазинных полок

▪ Гравитация и землетрясение

▪ SIMO PMIC-преобразователь MAX77654

▪ Зарядник на колесах

▪ Лишить пиратов MP3

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Видеотехника. Подборка статей

▪ статья Генри Альфред Киссинджер. Знаменитые афоризмы

▪ статья Как растут земляные орехи? Подробный ответ

▪ статья Мята болотная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Гидротехнические сооружения микро гидроэлектростанций. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Трансиверная приставка к приемнику Р-250. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026