style = "display: inline-block; width: 468px; height: 60px"
data-ad-client = "ca-pub-5076466341839286"
data-ad-slot = "8969066382">
Найпростіша двох-полупериодного схема випрямлення змінного струму виходить з двох однополуперіодних схем.
Вторинна обмотка трансформатора складається з двох однакових обмоток II і III, кожна з яких видає потрібне змінну напругу U вих.
Через діоди проходить тільки позитивна полуволна синусоїдального змінного струму.
Працює по черзі або обмотка II і діод VD1, або обмотка III і діод VD2. Середня величина струму, що проходить через кожну обмотку і діод, в двопівперіодним випрямлячі, дорівнює половині вихідного струму випрямляча. В цьому випадку обмотки можна мотати проводом з удвічі меншим перетином і застосовувати діоди з меншим допустимим струмом.
Такі схеми двухполуперіодного випрямлення кращі тоді, коли на виході випрямляча потрібно одержати великий струм (5 - 10 ампер і більше) при невеликих напругах (5 - 20 вольт).
Бажано застосовувати германієві діоди (на них менше падіння напруги, ніж на кремнієвих діодах) вони менше гріються. Потужні діоди, при великих токах навантаження, потрібно обов'язково ставити на радіатор.
При такому способі включення, обидва діода можна ставити на один радіатор, так як аноди (плюси) їх мають висновок на корпус, під гайку. Конструктивно це дуже зручно. Два діода і радіатор складають одну конструкцію і її ставлять на одну ізолюючу підставку.
Форма вихідної напруги двухполуперіодного випрямляча є пульсуюча напруга: полусінусоіди позитивної і, перевернутої догори, полусінусоіди негативною.
На малюнках приведені варіанти таких схем отримання, на виході випрямляча, вихідної напруги позитивної (рис. 1) або негативною (рис. 2) полярності щодо корпусу.
Переваги такої схеми двухполуперіодного випрямлення проти одне полупериодного схеми:
- трансформатор працює без струмів підмагнічування;
- частота пульсацій на виході випрямляча f = 100 герц;
- коефіцієнт пульсацій істотно менше.
Недоліки такої схеми:
- - зворотна напруга на кожному діоді перевищує вихідну напругу випрямляча U вих. в два рази (напруга обох обмоток складається).
У разі, якщо немає можливості дістати діоди на що розраховується струм, можна включати їх паралельно по два, а то і по три в кожному плечі, як на малюнку 3.
У цій схемі всі діоди можна ставити на один радіатор, без ізоляційних прокладок. Резистори ставляться для того, щоб зрівняти внутрішні «теплові» опору діодів.
Резистори повинні бути рівні між собою і мати величину відповідну динамічному опору діода - від 0,2 до 1 Ом, і потужність 1 ват і більше.
Недолік схеми: - велика втрата потужності на резисторах.
Розберемо на прикладі застосування даних схем.
Нехай нам потрібно побудувати випрямляч на напругу 12 вольт і номінальний струм до 15 ампер.
Розглянемо спочатку схему на рис. 1. Кожна вторинна обмотка трансформатора (обмотки II і III) повинна бути розрахована на змінну напругу 13 - 14 вольт, з урахуванням падіння напруги на самій обмотці і самому опорі діода.
Ці обмотки включаються послідовно - кінець обмотки II з початком обмотки III. Середня точка - загальний, мінусовій висновок. Два діода з'єднані анодами разом - це плюсової висновок.
Вихідний струм двухполуперіодного випрямляча складається з двох напівхвиль. Кожна з полуволн, за один період проходить спочатку по одній половинці і діода, потім по другій і діода і має величину по 15 ампер. Після діодів вони зливаються разом і мають в часі форму пульсуючого напруги.
У кожній парі (обмотка і діод) струм, протягом одного періоду, половину періоду йде, половину періоду не йде. Електрична потужність, що проходить по кожній парі (обмотка - діод) протягом періоду, дорівнює половині загальної потужності за цей час. А отже, середній струм через кожну пару (обмотка - діод) дорівнює, як би, половині загального струму.
Перетин дроту вторинних обмоток і максимально допустимий струм діодів так само підбирається з цього розрахунку.
З цього випливає, що в нашому прикладі перетин дроту вторинних обмоток може бути розраховане на струм в 7,5 ампер, тобто в два рази менше. Діоди підбираються на струм до 10 ампер (завжди беруться з запасом), а не 7,5 ампер.
Ті ж самі рекомендації по перетину проводу відносяться до схеми на рис. 2 і рис.3.
Приклад на схемі рис.3 відноситься до випадку, коли у нас немає в наявності діодів розрахованих на струм 10 ампер, а є діоди на 5 ампер. В цьому випадку ставимо 4 діода: в «плече» по два діода в параллель.Через кожен діод буде протікати струм 15. 4 = 3,75 ампера.
Визначимо величину омічного опору резисторів R1 - R4. Падіння напруги на діоді, при протіканні через нього максимального струму, дорівнює близько Uд = 1,0 вольта. Його динамічний опір при струмі I = 3,75 ампер буде приблизно дорівнює:
R = Uд. I = 1,0. 3,75 = 0,266 Ом.
Опір кожного з резисторів R1 - R4 має бути 1 - 2 Uд = 0,26 - 0,5 Ома.R1 - R4 д
При резисторі R = (0,26 - 0,5) Ома падіння напруги на ньому буде:
U = R х I = (0,26 - 0,5) х 3,75 = від 0,975 до 1,875 вольта.
Електрична потужність виділяється на кожному резисторі дорівнює:
P = I х U = 3,75 (0,95 - 1,875) = від 3,56 до 7,03 вата.
Такі резистори виготовляють з товстого високоомного дроти, розрахованого на струм 3,75 ампер і сильне виділення тепла.
Це досить суттєва втрата потужності на резисторах.
Така розплата за використання не відповідають току діодів.
Якщо ж не ставити ці платформи резистори, одні діоди будуть працювати з перевантаженням і сильно грітися (тепловий пробій), інші будуть працювати з малими струмами.
style = "display: inline-block; width: 468px; height: 60px"
data-ad-client = "ca-pub-5076466341839286"
data-ad-slot = "8969066382">