Теоретические положения

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7

ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ

Цель работы: исследование схем источников нестабилизированного напряжения, подбор оптимальных параметров схем выпрямителей.

Используемые приборы:модульный учебный комплекс серииМУК-ЭТ.

Теоретические положения.

В зависимости от потребляемой нагрузкой мощности применяются различные схемы выпрямления переменного тока. Любая схема содержит трансформатор Т1, один или несколько детектирующих элементов (обычно полупроводниковых диодов) и конденсатор фильтра С_вп. Выпрямитель подключается к нагрузке с сопротивлением R_н.

На рис.1 – 7 приведены основные схемы выпрямителей и соответствующие им эпюры напряжений.

Эпюра напряжения для мостовой схемы аналогична эпюре для схемы 5 (рис.6).

Конденсатор С_вп сглаживает пульсации напряжения и в его отсутствии эпюры напряжений для рассмотренных схем представлены на рис.8 – 9.

При определении емкости фильтра С_вп нет смысла прибегать к сложным расчетам углов отсечки диодов выпрямителя, т.е. точно определять интервалы времени, когда диоды открыты и закрыты. Это оправдано тем, что электролитические конденсаторы, используемые в фильтрах, имеют очень большие разбросы емкости (от +100 до -20%) и быстро стареют в начале эксплуатации. В первом приближении можно считать, что при малых пульсациях заряд конденсатора фильтра происходит в течение интервала времени, много меньшего, чем период пульсаций. Разряд же – в течение времени, почти равного периоду пульсаций.

Из закона сохранения заряда следует, что удвоенная амплитуда пульсаций , емкость конденсатора фильтра и максимальный ток нагрузки связаны между собой:

- для однополупериодных схем:

- для двухполупериодных схем:

Т – период пульсаций напряжения, (обычно 50 Гц) – частота питающей сети.

При подключении к сети происходит переходный процесс, характеризующийся пиковым однократным значением тока. В этот момент С_ВП разряжен и импульс тока через диод ограничивается только малым выходным сопротивлением трансформатора и собственным сопротивлением диода. Если трансформатор имеет большой запас по мощности и емкость фильтра слишком велика, то процесс заряда конденсатора фильтра оказывается долгим, импульсов заряда очень много и ток каждого импульса – большим.

Это приводит к пробою диода. В результате на электролитический конденсатор фильтра попадает переменное напряжение, и он взрывается. Поэтому не следует ставить С_ВП с емкостью большей расчетного значения. В первом приближении следует выбирать

,

где - напряжение на выходе выпрямителя.

При необходимости лучшей фильтрации можно использовать LC – фильтры (рис.10).

Индуктивность фильтра определяется из условия «отделения» конденсатора С_ф от выпрямителя:

Емкость фильтра:

Поиск по сайту: