Выпрямители

Однополупериодное выпрямление. На рис. 2.5.5, а слева показано выпрямление с помощью диода – кенотрона, т.е. двухэлектродной (анод А и катод К) электронной лампы прямого накала. Через нагрузку Н проходит выпрямленный ток в те полупериоды переменного тока, когда анод кенотрона имеет положительный потенциал, чему соответствуют знаки «+» и «-», написанные у выводов нагрузки.

Кенотрон на рис. 2.5.5, а справа имеет косвенный накал. Это значит, что подогреватель П получает питание, не связанное с цепью выпрямленного тока, например, от отдельной обмотки трансформатора. Буквой Б обозначен баллон.

Рис. 2.5.5. Выпрямители, примеры

Ионный выпрямитель – газотрон (представляющий собой двухэлектродную лампу с накаленным катодом, наполненную парами ртути или инертным газом) показан на рис. 2.5.5, б. Положение жирной точки Г, обозначающей газовое наполнение, внутри баллона не устанавливается.

Две схемы однополупериодного выпрямления полупроводниковыми диодами изображены на рис. 2.5.5, в. Вершина треугольника указывает направление наибольшей проводимости. В соответствии с этой условностью на схемах проставлены стрелки, которые указывают различные направления токов на нагрузках R1 и R2. Кроме того, через R1 и R2 токи проходят неодновременно: через R1 в положительные, а через R2 в отрицательные полупериоды.

В схемах на рис. 2.5.5, в последовательно включено по два диода, а параллельно каждому из них присоединены резисторы R.

Эти резисторы выравнивают значения обратных напряжений, приходящихся на каждый диод, предотвращая их пробой. Выравнивать обратные напряжения необходимо по той причине, что полупроводниковые диоды обычно имеют различные вольт-амперные характеристики.

Двухполупериодное выпрямление. Двухполупериодный выпрямитель (рис. 2.5.5, г) образован двумя ионными приборами – газотронами, которые получают питание от трехобмоточного трансформатора Т1. Катоды К обоих газотронов соединены и образуют положительный вывод «+». Отрицательным выводом «-» служит нейтральная (средняя) точка трансформатора. В положительный полупериод ток проводит один газотрон, в отрицательный – другой.

Выводы катодов обозначены буквами а и б, так же как и выводы той обмотки трансформатора, которая предназначена для питания цепей накала. Соединение цепей накала с трансформатором обычно не показывают, т.к. оно подразумевается.

На рис. 2.5.5, д показана схема двухполупериодного выпрямления электронной лампой – кенотроном с двумя анодами А и косвенным накалом; катод К с подогревателем П не соединен. В положительный полупериод ток проходит через один анод; в отрицательный – через другой.

Схемы соединений полупроводниковых выпрямителей с нулевым выводом – однофазная и трехфазная – изображены на рис. 2.5.5, е и ж соответственно. В трехфазной схеме отрицательным выводом «-» служит нулевая точка вторичной обмотки трансформатора (первичная обмотка не показана). Сравнение кривых выпрямленного напряжения показывает, что при трехфазной схеме пульсации выпрямленного напряжения меньше, т.е. выпрямление совершеннее.

Однофазная мостовая выпрямительная схема соединения полупроводниковых диодов показана на рис. 2.5.5, з снизу. В положительный полупериод переменного тока ток проходит в направлении пунктирных стрелок через два плеча моста. В отрицательный полупериод – через другие два плеча. Направление тока в нагрузке Н как в положительный, так и в отрицательный полупериод не изменяется. Стрелки на схемах не ставят.

На рис. 2.5.5, з сверху этот же мост расположен иначе, т.е. именно так, как набирают отдельные диоды в выпрямительный столб (в данном случае речь идет о столбе, имеющим по одному диоду в плече, но это далеко не единственная схема сборки мостов).

На рис. 2.5.5, и дано упрощенное, но весьма употребительное обозначение выпрямителя.

Трехфазная мостовая выпрямительная схема соединений полупроводниковых диодов показана на рис. 2.5.5, к.

Тиристоры (рис. 2.5.6, а) имеют три перехода: РN, NP, PN (ранее для обозначения областей электронных приборов употребляли строчные буквы p и n). Токи соответственно в этих переходах i ₁, i ₂ и i ₃. Имеются два основных электрода – анод А и катод К – и управляющий электрод У.

Рис. 2.5.6 Тиристоры

На управляющий электрод подается напряжение, условно здесь обозначенное U, через регулировочный резистор R или же изменяемое надлежащим образом каким-либо иным способом.

Тиристоры диодные на схемах изображают, как показано на рис. 2.5.6, б, где 1 – тиристор, запираемый в обратном направлении, 2 – то же, проводящий в обратном направлении, 3 – симметричный.

Тиристоры триодные (рис. 2.5.6, в): 4 – общее обозначение; 5 – запираемый в обратном направлении, с управлением по аноду; 9 – то же, по катоду; 6 – запираемый в обратном направлении, выключаемый, с управлением по аноду; 10 – то же, по катоду; 7 – проводящий в обратном направлении, с управлением по аноду; 11 – то же по катоду; 8 – симметричный (двунаправленный).