Без емкостного фильтра

Схема выпрямителя изображена на рис. 13.

Рис. 13. Схема неуправляемого выпрямителя без фильтра

Расчет среднего значения тока через нагрузку I₀, А:

2.94 (А).

Расчёт сопротивления нагрузки R₀, Ом:

11,56 (Ом).

Среднее значение выпрямленного напряжения на нагрузке связано с напряжением на вторичной обмотке трансформатора соотношением:

.

Тогда действующее значение напряжения на вторичной обмотке трансформатора, U ₂,В определяется (с учетом падений напряжения на диодах):

= 1,11·(34 + 2·0,9) = 39,7 (В).

где U _пр. – прямое значение напряжения на диоде.

Среднее значение тока, протекающего через открытый диод (ток через диод протекает в течение одного полупериода), А:

I _{ср. VD} = = 1,47 (А).

Среднее значение мощности, выделяемой на диоде:

= 0,9 · 1,47= 1,32 (Вт).

Максимальное значение напряжения на вторичной обмотке трансформатора, U _{2 max}, В:

U _{2 max} = U ₂ = · 39,7 = 56,14 (В).

Максимальное обратное напряжение на диодах:

U _{max. VD} = 56,14 (В).

Согласно расчетным данным выбираем диод из справочной литературы (табл.3).

Табл. 3.

Марка диода	Прямое падение напряжения на диоде U пр., В	Среднее значение тока диода, I ср. VD, А	Среднее значение мощности, выделяемой на диоде Р Д, Вт	Максимальное обратное напряжение диода UОБР max	Диапазон рабочих температур 0С
КД202Г	0,9	3,5	3,15		-60...+130

Характер изменения напряжения на нагрузочном устройстве выпрямителя без фильтра можно отобразить графически (рис. 14).

График строим в программе Mathcad.

Рис. 14. График изменения напряжения на нагрузочном устройстве

Кривую выпрямленного напряжения можно разложить в гармонический ряд Фурье:

u_Н = .

Полезной частью этого пульсирующего напряжения является постоянная составляющая (не зависит от времени), или среднее значение

U ₀ = .

Переменная составляющая состоит из бесконечного количества гармоник и является «вредной» составляющей выходного сигнала. Для ее уменьшения, то есть для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения, используют сглаживающие фильтры. Гармоника низшего порядка имеет самую наибольшую амплитуду по сравнению с другими гармониками и является наиболее трудной для сглаживания.

Основной характеристикой выпрямителя является коэффициент пульсаций q, равный отношению амплитуды основной гармоники к постоянной составляющей выпрямленного напряжения:

q = .

Таким образом, коэффициент пульсаций выпрямителя без фильтра составит 0,67.

2.2 Расчёт схемы неуправляемого выпрямителя