Однофазний мостовий випрямляч (рис. 4.5) складається з трансформатора і чотирьох діодів, підключених до вторинної обмотки трансформатора. Параметри такі ж, як і двухполуперіодного випрямляча з висновком від середньої точки, крім зворотної напруги (воно в два рази менше). Позитивна полуволна (з верхнього за схемою виводу трансформатора) проходить через діод VD1. потім через навантаження, потім через VD2 до другого висновку трансформатора. При зміні напрямку струму працюють діоди VD3. VD4. Т.ч. в кожен напівперіод відкрита пара діодів, розташованих в протилежних плечах моста (рис. 4.6). Максимальна напруга на діоді в цій схемі одно амплітудному значенням напруги U2. тобто в два рази менше, ніж в схемі з висновком від середньої точки.
Середнє значення випрямленої напруги
Звідки чинне напруга вторинної обмотки
Середнє значення випрямленого струму
Середній випрямлений струм кожного діода
Чинне значення струму навантаження
Маса і вартість трансформатора мостового випрямляча менше трансформатора випрямляча з висновком від середньої точки, потужність вище внаслідок більш раціонального використання трансформатора, частота пульсацій вдвічі більше частоти мережі.
Порівнюючи дві схеми двухполуперіодних випрямлячів, можна бачити, що вони мають однакові параметри випрямного напруги, однак бруківка схема краще. Так, в схемі з висновком від середньої точки трансформатор має великі масу і габарити, так як містить дві вторинні обмотки, які хоча і можуть виконуватися з більш тонкого дроту, мають більший обсяг, ніж вторинна обмотка в мостовій схемі.
Вихідна напруга випрямлячів має великі пульсації. Величина пульсацій характеризується коефіцієнтом пульсацій, рівним відношенню амплітуди основної гармоніки вихідного напруги до постійної складової (середнього значення)
Для однополупериодного випрямляча р = 1,57, для двухполуперіодного р = 0,67. Така величина пульсацій неприйнятна для багатьох застосувань. У цьому випадку на виході випрямляча встановлюють згладжує фільтр. Ефективність згладжування пульсацій фільтром характеризується коефіцієнтом згладжування.
де U1 і U2 - середні значення напруги на вході і виході фільтра відповідно;
- значення пульсацій напруги на вході і виході фільтра відповідно.
На рис. 4.7, а зображений найпростіший ємнісний фільтр - конденсатор фільтра включений паралельно навантаженні. Його дія заснована на суттєві відмінності між постійними часу заряду і розряду конденсатора. Конденсатор заряджається через малий внутрішній опір випрямляча і розряджається через навантаження.
Найпростіший ємнісний фільтр застосовується, якщо не потрібно забезпечити великого коефіцієнта згладжування. Більш ефективними є LC-фільтри. У малопотужних джерелах живлення часто використовуються RC-фільтри. На рис. 4.7, б і 4.7, в зображені Г-образний і П-подібний LC-фільтри. Принцип дії LC-фільтра заснований на різної реакції опорів індуктивності і ємності на зміну частоти. Індуктивний опір прямо пропорційно частоті, а ємнісний обернено пропорційно.
Очевидно, що постійний струм вільно проходить через котушку індуктивності фільтра, в той час як опір котушки індуктивності змінним струмом збільшується зі зростанням частоти. Конденсатор фільтра, навпаки, не пропускає постійний струм, а його опір змінному струму падає зі збільшенням частоти. Таким чином, в Г-образному LC-фільтрі змінна складова вихідної напруги падає на котушці індуктивності, і до навантаження прикладається значно менше змінну напругу. П-подібний LC-фільтр ще більш ефективний, оскільки являє собою поєднання простого ємнісного і Г-образного C-фільтрів. У разі необхідності збільшення коефіцієнта згладжування можна застосовувати 2-х звенні фільтри, поєднуючи їх послідовно.
Розглянемо принцип роботи випрямлячів з найпростішим ємнісним фільтром.