Двохнапівперіодне випрямлення
При двонапівперіодному випрямленні струм через навантаження протікає протягом обох напівпернодів. Схема двонапівперіодного випрямлення представлена на рис. 112, а . Аноди вентилів 1 і 2 приєднані до кінців вторинної обмотки трансформатора Тр, а катоди з'єднані разом; між катодами та середньою точкою трансформатора приєднано навантаження. Протягом напівперіоду, коли потенціал анода вентиля В 1 вище потенціалу середньої точки трансформатора, ланцюга, що складається з вентиля B 1 опору навантаження R н і верхньої половини вторинної обмотки трансформатора Тр, тече струм.
 |
Вентиль В 2 при цьому замкнений, так як потенціал анода його нижче потенціалу катода на величину, рівну сумі падінь напруг на нижній половині вторинної обмотки трансформатора і на опорі навантаження. Струм вентиля В 1 i' II повторює форму е. д. с. e' II , що з'явилася на половині вторинної обмотки трансформатора, і створює на опорі навантаження напруга U Rн за величиною і формою однакове з е. д. с. е II (якщо знехтувати падінням напруги на опорі вторинної обмотки трансформатора та вентиля). Це ілюструє графік, наведений на рис. 112, б.
Мал. 112. Схема двонапівперіодного випрямлення (а) і часові діаграми струмів, напруг та е. д. с. (Б).
Зворотне напруження U обр , прикладене до вентиля В 2 , вважатимуться приблизно рівним
U обр =Е" m II +U mRн ≈ Е" m II + Е' m II ≈2E' m II ≈2E" m II ≈E m II
тобто воно виходить таким же, як і в однонапівперіодної схеми.
Під час наступного напівперіоду відкриється вентиль 2, а вентиль B 1 виявиться замкненим.
Таким чином, струм у двонапівперіодній схемі випрямлення проходить протягом обох напівперіодів, і тому середнє значення загальноговипрямленого струму виявляється в 2 рази більше, ніж в однонапівперіодній схемі:
(199)
Середнє значення випрямленого струму через кожен вентиль можна визначити за формулою
(200)
Звідси видно, що максимальне значення струму через вентиль в 3,14 рази більше за середнє значення випрямленого струму через кожен вентиль і в 1,57 разу більше за середнє значення загального випрямленого струму.
Випрямлену напругу в двонапівперіодній схемі випрямлення теж у 2 рази більше, ніж в однонапівперіодній схемі. Дійсно, максимальне значення випрямленої напруги на навантаженні
(201)
тобто середнє значення випрямленої напруги становить 0,9 від чинного значення напруги на вторинній обмотці.
При визначенні струмів в обмотках трансформатора зручно двонапівперіодну схему подати у вигляді двох однонапівперіодних схем випрямлення, що працюють на загальне навантаження. Тоді форма струму в кожній половині вторинної обмотки трансформатора буде така сама, як і в однонапівперіодній схемі:
(202)
Оскільки схема симетрична, то у відповідних половинах вторинної обмотки постійні складові струмів протікають у протилежних напрямках, створюють зустрічні магнітні потоки, внаслідок чого сердечник трансформатора не підмагнічується.
Струм у первинній обмотці тому має синусоїдальну форму.
Чинне значення струму первинної обмотки
(203)
Типову потужність обмоток трансформатора Р т, за аналогією з однонапівперіодною схемою, можна визначити за формулою (у вольт-амперах)
(204)
Остання формула показує, що для отримання однієї і тієї ж за величиною випрямленої потужності у схемі двонапівперіодного випрямлення габарити трансформатора можна зменшити у 2рази, порівняно зі схемою однонапівперіодного випрямлення.
Продовжуючи далі порівняльну оцінку обох розглянутих, схем випрямлення, неважко дійти висновку, що в двухполуперіодної схеми коефіцієнт використання трансформатора в 2 рази більше (порядку 0,67), а коефіцієнт пульсації випрямленої напруги більш ніж у 2 рази менше.
Двонапівперіодна схема знаходить широке практичне застосування при струмах навантаження понад 30 ма і використовується для отримання постійних напруг від кількох десятків вольт до кількох кіловольт при потужності не більше 1 ква.