Однофазный выпрямитель со средней точкой

Однофазный выпрямитель со средней точкой (рисунок 11.2) является одной из самых распространенных схем.

Рисунок 11.2 - Однофазный выпрямитель со средней точкой

Выпрямитель состоит из трансформатора, вторичная обмотка которого имеет среднюю точку. В результате формируются два напряжения и , сдвинутые по фазе на . Напряжения на секциях вторичной обмотки трансформатора имеем

, (11.1)

где - действующее напряжение на одной секции вторичной обмотки трансформатора.

Рассмотрим работу выпрямителя по временной диаграмме (рисунок 11.3).

Рисунок 11.3 - Временная диаграмма работы однофазного выпрямителя

со средней точкой

На интервале (0-1) открыт диод VD1, и напряжение подключается к нагрузке, в точке (1) диод закрывается, т.к. напряжение, приложенное к нему, равно нулю. На интервале (1-2) открыт диод VD2, и напряжение подключается к нагрузке. На нагрузке формируется напряжение , состоящее из двух положительных полупериодов, среднее значение которого определяется выражением

. (11.2)

Выпрямленное напряжение содержит ряд гармонических составляющих, амплитуды которых можно определить из разложения в ряд Фурье

. (11.3)

Качество выпрямления оценивается коэффициентом пульсации как отношение первой гармонической составляющей к среднему значению выпрямленного напряжения

, (11.4)

где m -число пульсов напряжения в течение периода, в данном случае m =2.

Ток через нагрузку равен сумме токов и , проходящих через каждый диод, при чисто активной нагрузке форма тока и напряжения совпадают.

Среднее значение токов нагрузки , токов диодов и находится по известному сопротивлению нагрузки

, . (11.5)

Обратное напряжение на аноде диода равно сумме напряжений и принимает максимальное значение

. (11.6)

При расчете этой схемы диод выбирается по среднему значению тока через диод, проверяется по допустимому обратному напряжению. Для случая высокой частоты , где - частота спрямления, это такая наибольшая частота, на которой проявляются выпрямительные свойства диода.