Russian HamRadio - Випрямлячі, переваги та недоліки
Випрямлячі використовуються в блоках живлення радіоелектронних пристроїв для перетворення змінної напруги на постійне. Схема будь-якого випрямляча містить 3 основні елементи:
Силовий трансформатор – пристрій для зниження або підвищення напруги мережі живлення та гальванічної розв'язки мережі з апаратурою.
Випрямляючий елемент (вентиль), що має односторонню провідність – для перетворення змінної напруги на пульсуючу.
Фільтр – для згладжування пульсуючої напруги.
Випрямлячі можуть бути класифіковані за рядом ознак: за схемою випрямлення - однонапівперіодні, двонапівперіодні, мостові, з подвоєнням (множенням) напруги, багатофазні та ін.
На кшталт випрямного елемента – лампові (кенотронні), напівпровідникові, газотронні та інших.
За величиною випрямленої напруги – низької напруги та високої.
За призначенням –для живлення анодних ланцюгів, ланцюгів екрануючих сіток, ланцюгів сіток, що управляють, колекторних ланцюгів транзисторів, для зарядки акумуляторів та ін.
Основні характеристики випрямлячів:
Основними характеристиками випрямлячів є:
Номінальна напруга постійного струму – середнє значення випрямленої напруги, задане технічними вимогами. Зазвичай вказується напруга до фільтра U0 і напруга після фільтра (або окремих його ланок – U. Визначається значенням напруги, необхідним для пристроїв, що живляться випрямлячем.
Номінальний випрямлений струм I0 – середнє значення випрямленого струму, тобто. його стала складова, задана технічними вимогами. Визначається результуючим струмом всіх ланцюгів, що живляться випрямлячем.
Напруга мережі U-мережі – напруга мережі змінного струму, що живить випрямляч. Стандартнезначення цієї напруги для побутової мережі –220 вольт з відхиленнями не більше 10 %.
Пульсація – змінна складова напруги чи струму на виході випрямляча. Це якісний показник випрямляча.
Частота пульсацій – частота найбільш різко вираженої гармонійної складової напруги чи струму на виході випрямляча. Для найпростішої однонапівперіодної схеми випрямляча частота пульсацій дорівнює частоті мережі живлення. Двонапівперіодні, мостові схеми і схеми подвоєння напруги дають пульсації, частота яких дорівнює подвоєній частоті мережі живлення. Багатофазні схеми випрямлення мають частоту пульсацій, що залежить від схеми випрямляча та числа фаз.
Коефіцієнт пульсацій - відношення амплітуди найбільш різко вираженої гармонійної складової напруги або струму на виході випрямляча до середнього значення напруги або струму. Розрізняють коефіцієнт пульсацій на вході фільтра (p0%) та коефіцієнт пульсацій на виході фільтра (p%). Допустимі значення коефіцієнта пульсацій на виході фільтра визначаються характером навантаження.
Коефіцієнт фільтрації (коефіцієнт згладжування) – відношення коефіцієнта пульсацій на вході фільтра до коефіцієнта пульсацій на виході фільтра k с = p0/p. Для багатоланкових фільтрів коефіцієнт фільтрації дорівнює добутку коефіцієнтів фільтрації окремих ланок.
Коливання (нестабільність) напруги на виході випрямляча зміна напруги постійного струму щодо номінального. За відсутності стабілізаторів напруги визначаються відхиленнями напруги мережі.
Випрямлячі, що застосовуються для однофазної побутової мережі виконуються за 4 основними схемами: однонапівперіодною, двонапівперіодною з нульовою точкою (або просто-двонапівперіодною), двонапівперіодною бруківкою (або просто-Мостовий, рідше називається як "схема Герца"), і схема подвоєння (множення) напруги (схема Латура). Для багатофазних промислових мереж застосовуються два різновиди схем: Однонапівперіодна багатофазна і схема Ларіонова.
Найчастіше використовуються трифазні схеми випрямлячів. Основні показники, що характеризують схеми випрямлячів, можуть бути розбиті на 3 групи:
Що стосуються всього випрямляча загалом: U0 - напруга постійного струму до фільтра, I0 – середнє значення випрямленого струму, p0 – коефіцієнт пульсацій на вході фільтра.
Визначальні вибір випрямного елемента (вентилю): Uобр – зворотна напруга (напруга на випрямлячому елементі (вентилі) у непровідну частину періоду), Iмакс – максимальний струм, що проходить через випрямляючий елемент (вентиль) у провідну частину періоду.
Визначають вибір трансформатора: U2 – значення напруги, що діє, на вторинній обмотці трансформатора, I2 – діюче значення струму у вторинній обмотці трансформатора, Pтр – розрахункова потужність трансформатора.
Основні характеристики різних схем випрямлення.
Порівняння схем випрямлення та орієнтовний розрахунок випрямляча можна зробити, використовуючи дані з таблиці.