Содержание
⚡ Диодный мост: схема, особенности, назначение
Подавляющее большинство электронной аппаратуры работает на постоянном токе. А источником напряжения может быть как гальванический элемент, так и городская сеть переменного ток 220 В. Вот и приходится переменный ток преобразовывать в постоянный, то есть – «выпрямлять». Для этой цели служит устройство под названием выпрямитель. Это может быть готовый промышленный компонент, а может быть электронная схема, собранная из отдельных, более простых, элементов. Сегодня разберём, что же такое диодный мост, зачем он нужен и как работает.
Содержание статьи
- 1 Что такое диодный мост и зачем нужен
- 2 Принцип работы
- 3 Основные характеристики
- 4 Схема диодного моста
- 4.1 Однофазный выпрямитель
- 4.2 Трёхфазный выпрямитель
- 5 Где применяется схема диодного моста
- 6 Как сделать диодный мост своими руками
- 6.1 Что нужно для работы
- 6.2 Инструкция по изготовлению
- 6. 3 Проверка на работоспособность
- 7 Заключение
Что такое диодный мост и зачем нужен
Переменный ток в бытовой электросети по синусоидальному закону меняет свою полярность 50 раз в секунду. Диодный мост, собранный из четырёх диодов, 25 раз в секунду пропускает одну положительную полуволну. То есть, превращает ток переменного знака амплитудой, имеющей колебательный характер, в ток одного знака, но с удвоенной частотой колебаний амплитуды. Если потребителя это не устраивает, то после выпрямителя ставится сглаживающий фильтр. Ниже представлена принципиальная электрическая схема диодного моста-выпрямителя.
ФОТО: go-radio.ruСхема диодного моста
Диодный мост можно собрать из отдельных конструктивно законченных диодов, но можно в промышленных условиях сразу изготовить из кристаллов в виде цельного изделия, пригодного к дальнейшей установке в электронную схему. Такая диодная сборка имеет технологические преимущества над предыдущим вариантом. Она компактней, монтаж моста надёжней, стоимость существенно ниже, чем у четырёх диодов.
ФОТО: youtube.comОдин из вариантов исполнения диодаФОТО: youtube.comДиодный мост, собранный из четырёх диодовФОТО: youtube.comДиодный мост в виде одного изделия
Принцип работы
Диодный мост представляет собой электрическую схему из четырёх диодов. Схема построена таким образом, что в каждый полупериод переменного тока соответствующая полуволна проходит по одному плечу моста, в другой полупериод другая полуволна проходит по другому плечу. Но в точках моста, где диоды соединены одинаковой полярностью, знак тока всегда один и тот же.
Основные характеристики
И отдельные диоды, и промышленные диодные сборки описываются стандартным набором технических характеристик:
- это напряжение обратной полярности, которое можно, не опасаясь пробоя, приложить к устройству;
- величина тока обратной полярности, который безопасно можно пропустить по устройству;
- длительность протекания тока по устройству без его перегрева;
- максимальная температура устройства, при которой оно сохраняет свою работоспособность;
- максимальная допустимая частота проходящего тока.
ФОТО: go-radio.ruВариант изображения моста на принципиальной электрической схемеФОТО: go-radio.ruСборка «Диодный мост» на печатной плате
Схема диодного моста
И самодельный мост, и промышленная диодная сборка изготавливаются по одной и той же схеме. Два диода последовательно спаиваются разноимёнными полюсами. Потом две пары спаивают одноимёнными полюсами на концах этих пар. К точкам соединения разноимённых полюсов подключается источник переменного напряжения, к точкам соединения одноимённых полюсов подключают нагрузку.
Диодные мосты применяются для выпрямления однофазного и трёхфазного тока.
Однофазный выпрямитель
Этот выпрямитель применяется в бытовой электронной технике чаще всего, так как бытовая электросеть однофазная. Как правило, пульсации выпрямленного тока с частотой 100 Гц не годятся для нормальной работы аппаратуры, появится неприятный звуковой фон – гудение. После выпрямителя следует ставить качественный сглаживающий фильтр из катушки индуктивности (последовательно) и конденсатора достаточной ёмкости (параллельно выходу выпрямителя).
ФОТО: electroinfo.netСхема однофазного моста
Трёхфазный выпрямитель
Трёхфазные выпрямители на выходе дают меньшую частоту пульсаций, чем однофазные. Понижаются требования к сглаживающим фильтрам.
Схемы выпрямителей для трёхфазных цепей бывают однотактные и двухтактные. В однотактной схеме к каждой обмотке трёхфазного трансформатора подключается минус диода. Свободные концы каждой из трёх катушек соединяются в общую точку. Плюсы диодов тоже соединяются в одну точку. Нагрузка подключается между этими двумя общими точками.
ФОТО: electricalschool.infoПринципиальная схема однотактного трёхфазного моста-выпрямителя
Если требуется выходное напряжение более высокого значения, а пульсации поменьше, то собирается двухтактна схема. Собираются три пары диодов, в каждой паре плюсовой вывод одного подключается к минусу другого. Плюсовые выводы трёх пар тоже собираются в одну точку, так же объединяются минусы диодов, а общие точки в каждой паре диодов подключаются к свободным концам трёх обмоток вторичной обмотки трансформатора. Нагрузка подключается между общим минусом и плюсом сборки. В такой схеме выходное напряжение несколько выше, а пульсации намного меньше. Иногда можно обойтись без сглаживающего фильтра. Такая схема имеет название «Мостовой трёхфазный выпрямитель Ларионова».
ФОТО: electricalschool.infoПринципиальная схема двухтактного трёхфазного моста-выпрямителяФОТО: electricalschool.infoСборка «Трёхфазный диодный мост»
Где применяется схема диодного моста
Кстати, автомобильный генератор тоже выдаёт переменный ток, а всё электрооборудование автомобиля работает на постоянном токе. После генератора установлен мощный диодный выпрямитель. Мостовая схема диодного выпрямителя широко применяется в бытовой радиоаппаратуре – радиоприёмниках, телевизорах, всевозможных магнитофонах и проигрывателях. Диодные мосты ставят и в трансформаторных, и в импульсных блоках питания.
Как сделать диодный мост своими руками
При необходимости и при наличии нужных диодов и паяльника нетрудно собрать диодный мост своими руками.
Что нужно для работы
Для работы нужно подготовить рабочее место с розеткой для паяльника, паяльник с подставкой, припой, канифоль, пинцет, маленькие кусачки. Конечно, нужны диоды с нужными характеристиками. При большом желании мост можно собрать на печатной плате с готовыми дорожками.
Инструкция по изготовлению
Иллюстрация | Описание действия |
ФОТО: youtube.com | Подготовка рабочего места |
ФОТО: youtube.com | Пайка схемы |
ФОТО: youtube.com | Приборная проверка собранной схемы |
ФОТО: youtube.com | Проверка схемы под нагрузкой с конденсатором фильтра |
Проверка на работоспособность
Первая проверка всегда визуальная. Проверяется, те ли детали установлены, правильно ли собрана схема, качество пайки. Затем собирается проверочная схема с источником и измерительным прибором. И если этот этап прошёл успешно, то можно подключить нагрузку и провести окончательную проверку результатов своей работы.
Заключение
Работа с электроникой – это очень интересное занятие. И когда результат собственной деятельности начинает успешно функционировать, человек испытывает огромное удовлетворение.
Обсудить0
Предыдущая
ОсвещениеПодключение светодиодной ленты: как правильно выполнить, нюансы монтажа
Следующая
ОсвещениеСекреты многоуровневого освещения помещений
устройство, принцип работы, назначение, схемы
Мы рассматривали пассивные компоненты электронных схем, такие как резисторы и конденсаторы. Но кроме них электрикам и радиолюбителям приходится сталкиваться и с другими, например полупроводниковыми диодами, стабилитронами и т.д. В этой статье мы расскажем, что такое диодный мост, как он работает и для чего нужен.
- Определение
- Принцип действия
- Основные характеристики
- Схемы выпрямителей
- Как спаять и подключить
- Область применения и назначение
- Способы проверки
Определение
Диодный мост – это схемотехническое решение, предназначенное для выпрямления переменного тока. Другое название – двухполупериодный выпрямитель. Строится из полупроводниковых выпрямительных диодов или их разновидности – диодов Шоттки.
Мостовая схема соединения предполагает наличие нескольких (для однофазной цепи – четырёх) полупроводниковых диодов, к которым подключается нагрузка.
Он может состоять из дискретных элементов, распаянных на плате, но в 21 веке чаще встречаются соединенные диоды в отдельном корпусе. Внешне это выглядит, как и любой другой электронный компонент – из корпуса определенного типоразмера выведены ножки для подключения к дорожкам печатной платы.
Стоит отметить, что несколько совмещенных в одном корпусе вентилей, которые соединены не по мостовой схеме, называют диодными сборками.
В зависимости от сферы применения и схемы подключения диодные мосты бывают:
- однофазные;
- трёхфазные.
Обозначение на схеме может быть выполнено в двух вариантах, какое использовать УГО на чертеже зависит от того, собирается мост из отдельных элементов или используется готовый.
Принцип действия
Давайте разбираться, как работает диодный мост. Начнем с того, что диоды пропускают ток в одном направлении. Выпрямление переменного напряжения происходит за счет односторонней проводимости диодов. За счет правильного их подключения отрицательная полуволна переменного напряжения поступает к нагрузке в виде положительной. Простыми словами – он переворачивает отрицательную полуволну.
Для простоты и наглядности рассмотрим его работу на примере однофазного двухполупериодного выпрямителя.
Принцип работы схемы основам на том, что диоды проводят ток в одну сторону и состоит в следующем:
- На вход диодного моста подают переменный синусоидальный сигнал, например 220В из бытовой электросети (на схеме подключения вход диодного моста обозначается как AC или ~).
- Каждая из полуволн синусоидального напряжения (рисунок ниже) пропускается парой вентилей, расположенных на схеме по диагонали.
Положительную полуволну пропускают диоды VD1, VD3, а отрицательную — VD2 и VD4. Сигнал на входе и выходе схемы вы видите ниже.
Такой сигнал называется – выпрямленное пульсирующее напряжение. Для того, чтобы его сгладить, в схему добавляется фильтр с конденсатором.
Основные характеристики
Рассмотрим основные характеристики полупроводниковых диодов. Латинскими буквами приведено их обозначение в англоязычной технической документации (т.н. Datasheet):
- Vrpm – пиковое или максимальное обратное напряжение. При превышении этого напряжения pn-переход необратимо разрушается.
- Vr(rms) – среднее обратное напряжение. Нормальное для работы, то же что и Uобр в характеристиках отечественных компонентов.
- Io – средний выпрямленный ток, то же что и Iпр у отечественных.
- Ifsm – пиковый выпрямленный ток.
- Vfm – падение напряжения в прямом смещении (в открытом проводящем состоянии) обычно 0.6-0.7В, и больше у высокотоковых моделей.
При ремонте электронной техники и блоков питания или их проектировании новички спрашивают: как правильно выбрать диодный мост?
В этом случае самыми важными для вас параметрами будут обратное напряжение и ток. Например, чтобы подобрать диодный мост на 220В, нужно смотреть на модели с номинальным напряжением больше 400В и нужный ток, например, KBPC106 (или 108, 110). Его технические характеристики:
- максимальный выпрямленный ток – 3А;
- пиковый ток (кратковременно) – 50А;
- обратное напряжение – 600В (800В, 1000В у KBPC108 и 110 соответственно).
Запомните эти характеристики и вы легко сможете определить, какой выбрать вариант по каталогу.
Схемы выпрямителей
Выпрямление тока в блоках питания – основное назначение, среди других компонентов схемы можно выделить входной фильтр, который подключают после выпрямителя – он предназначен для сглаживания пульсаций. Давайте разберемся в этом вопросе подробнее!
В первую очередь стоит отметить, что диодным мостом называют схему однофазного выпрямителя из 4 диодов или трёхфазного из 6. Но любители часто так называют схему выпрямителя со средней точкой.
У двухполупериодного выпрямителя к нагрузке поступает две полуволны, а у однополупериодного – одна.
Чтобы не было путаницы, давайте разбираться в терминологии.
Ниже вы видите однофазную двухполупериодную схему, её правильное название «Схема Гретца», именно её чаще всего подразумевают под названием «диодный мост».
Схема Ларионова – трёхфазный диодный мост, на выходе сигнал двухполупериодный. Диоды в нём пропускают полуволны, открываясь на линейное напряжение, т.е. поочередно: верхний диод фазы A и нижний диод фазы B, верхний фазы B и нижний фазы C и т.д.
Для полноты картины следует рассказать и о других схемах выпрямителей переменного напряжения.
Однополупериодный выпрямитель из 1 диода, включенного последовательно с нагрузкой. Применяется в балластных блоках питания, маломощных миниатюрных блоках питания, а также в приборах, нетребовательных к коэффициенту пульсаций. К нагрузке поступает только одна полуволна.
Двухполупериодный со средней точкой – это и есть то, что ошибочно называют мостом из 2 диодов. Здесь каждую полуволну проводит только один диод. Её преимуществом является больший КПД, чем у схемы Гретца, за счет меньшего числа полупроводниковых вентилей. Однако её использование осложнено тем, что нужен трансформатор с отводом от средней точки, что отражено на схеме принципиальной. Её нельзя использовать для выпрямления сетевого напряжения 220В.
Выпрямитель из сборок Шоттки. Используется в импульсных блоках питания, потому что у диодов Шоттки меньше время обратного восстановления, малая барьерная ёмкость (быстрее переход из открытого состояния в закрытое) и малое прямое падение напряжения (меньше потерь). Чаще всего Шоттки встречаются в сборках, с общим анодом или катодом, как изображено на рисунке ниже.
Поэтому для сборки схемы моста потребуется несколько сборок. Ниже приведен пример из 3 сборок Шоттки с общим катодом.
Из 4 сборок с общим катодом. Отличается от предыдущей тем, что выдерживает больший ток, при тех же компонентах потому, что Шоттки в ней соединены параллельно.
Из 2 сборок Шоттки – одна с общим анодом и одна с общим катодом. Узнать о том, что такое анод и катод, вы можете в нашей отдельной статье.
Как спаять и подключить
Изучать и знать схемы не сложно, основные трудности возникают, когда новичок решает спаять диодный мост своими руками. Для пайки выпрямителя из 4 советских экземпляров типа кд202 используйте иллюстрацию приведенную ниже.
Для сборки диодного моста из современных дискретных диодов типа маломощных 1n4007 (и других – все выглядят аналогично и отличаются только размерами) внимательно посмотрите на следующую иллюстрацию.
Но если вы не собираете его из отдельных деталей, а используете готовый мост, то смотрите ниже, как правильно подключить его в цепь.
Также новичкам будет интересно посмотреть видео о том, как сделать простейший блок питания на 12В:
Область применения и назначение
Чаще всего диодные мосты используют в блоках питания. В трансформаторных БП они подключаются ко вторичной обмотке трансформатора
В импульсных БП – ко входу сети 220В. При этом электронная схема управления и силовая цепь ИБП питается от выпрямленного и сглаженного (не всегда) сетевого напряжения (достигает порядка 300-310 Вольт).
На выводах вторичной обмотки импульсного блока питания высокочастотное переменное напряжение. Для того, чтобы его выпрямить, устанавливают сборки из сдвоенных диодов Шоттки. В связи с этим часто используют схему выпрямления со средней точкой.
В автомобилях и мотоциклах используются трёхфазные диодные мосты, собранные по схеме Ларионова с тремя дополнительными вентилями, потому что для питания бортовой сети используется трёхфазный генератор. Мост в генераторе выполняется в виде сектора окружности и устанавливается на его задней части.
Исключение составляют некоторые современные автомобили Toyota и прочих марок, в них используют 6 фазный генератор, для реализации двенадцатипульсной схемы выпрямления из 12 вентилей. Это нужно для снижения пульсации и увеличения выходного тока.
Способы проверки
Для проверки диодного моста лучше всего подходит мультиметр в режиме проверки диодов.
Для этого нужно прозвонить на короткое замыкание входную, затем выходную (диодный мост должен быть выпаян).
Не выпаивая прямо на плате, вы можете измерить падение напряжения на переходах диодов. Для этого нужно определить цоколевку моста, обычно она указывается прямо на корпусе, что мы и рассматривали выше.
На экране мультиметра в прямом смещении должно отображаться цифры в пределах 500-800 мВ, а в обратном – выше 1500 и до бесконечности (зависит от конкретного компонента и измерительного прибора). Тоb же самое можно сделать в режиме Омметра, как показано на рисунке ниже.
Более подробно этот процесс описан в статье «как проверить диодный мост», где кроме методики проверки мы рассказали и о признаках неисправности. Также ознакомьтесь с видео о том, как проверить однофазный выпрямитель и диодный мост автомобильного генератора:
youtube.com/embed/UYyZf836geE» allowfullscreen=»allowfullscreen»>
На этом мы и заканчиваем наше подробное объяснение. Надеемся, теперь вам стало понятно, для чего нужен диодный мост и что он делает в электрической цепи. Если возникли вопросы, задавайте их в комментариях под статьей!
Материалы по теме:
- Как выпаивать радиодетали из плат
- Как пользоваться мультиметром — инструкция для чайников
- Как понизить напряжение в сети
Что такое трехфазный выпрямитель? — 3-фазный полуволновой, двухполупериодный и мостовой выпрямитель
Определение: A 3-фазный выпрямитель представляет собой устройство, которое выпрямляет входное переменное напряжение с использованием 3-фазного трансформатора и 3 диодов , которые подключены к каждой из трех фаз вторичной обмотки трансформатора.
Однофазный выпрямитель также выпрямляет, т. е. преобразует питание переменного тока в питание постоянного тока, но использует для преобразования только одну фазу вторичной обмотки трансформатора. А диоды подключены ко вторичной обмотке однофазного трансформатора.
Недостатком такой схемы является высокий коэффициент пульсаций. В случае однополупериодного выпрямителя коэффициент пульсаций составляет 1,21 , а в случае двухполупериодного выпрямителя коэффициент пульсаций составляет 0,482 . В обоих случаях нельзя пренебрегать значением коэффициента пульсаций. В то время как в случае однополупериодного выпрямителя значение довольно велико, но и в двухполупериодном выпрямителе значение выпрямителя также значительно велико.
Таким образом, в таких схемах необходима схема сглаживания, чтобы убрать эти пульсации. Эти пульсации являются компонентами переменного тока в напряжении постоянного тока. это называется пульсирующее постоянное напряжение. Если это пульсирующее постоянное напряжение используется в нескольких приложениях, это может привести к снижению производительности устройства. Таким образом, используется Сглаживающий контур, фильтр работает как сглаживающий контур для выпрямительной системы.
Но после этого процесса сглаживания напряжение выпрямителя в какой-то момент падает до нуля. Следовательно, если вместо однофазного трансформатора использовать трехфазный трансформатор, коэффициент пульсаций можно значительно уменьшить. Одним из существенных преимуществ трехфазного трансформатора является то, что выпрямленное напряжение не падает до нуля, даже если не используется сглаживающее устройство.
Трехфазный однополупериодный выпрямитель
В трехфазном однополупериодном выпрямителе три диода подключены к каждой из трех фаз вторичной обмотки трансформатора. Три фазы вторичной обмотки соединены в виде звезды, поэтому ее также называют Star Connected Secondary.
Анодный вывод диода подключен к вторичной обмотке трансформатора. И три фазы трансформатора соединены вместе в общей точке, называемой 9.0003 нейтральный. Эта нейтральная точка обеспечивает отрицательную клемму нагрузки и заземлена.
Каждый диод проводит одну треть цикла переменного тока, а оставшиеся два диода остаются разомкнутыми. Выходное постоянное напряжение будет находиться между пиковым значением напряжения питания и половиной напряжения питания.
Коэффициент пульсаций для 3-фазного однополупериодного выпрямителя определяется приведенными ниже уравнениями.
Из приведенных выше расчетов видно, что коэффициент пульсаций для трехфазного однополупериодного выпрямителя равен 9.0003 0,17 т.е. 17% . В случае однофазного полупериодного выпрямителя значение коэффициента пульсации составляет 1,21 , а в случае однофазного двухполупериодного выпрямителя — 0,482. Таким образом, очевидно, что значение коэффициента пульсации в трехфазном выпрямителе намного меньше, чем в однофазном выпрямителе.
Более того, частота пульсаций в трехфазном выпрямителе очень высока. Таким образом, благодаря этому эти пульсации могут быть легко отфильтрованы. Частота пульсаций в случае трехфазных выпрямителей в три раза превышает частоту сети. Из-за этого процесс сглаживания намного проще в случае трехфазного выпрямителя, чем в случае однофазного выпрямителя.
Трехфазный двухполупериодный выпрямитель
В трехфазном двухполупериодном выпрямителе используются шесть диодов. Его также называют полуволновым выпрямителем с 6 диодами . При этом каждый диод проводит 1/6 -й -й части цикла переменного тока. Колебания выходного напряжения постоянного тока меньше в трехфазных двухполупериодных выпрямителях. Выходное напряжение колеблется между максимальным значением пикового напряжения, т.е. Vsmax, и 86,6% максимального напряжения.
Преимущество трехфазных двухполупериодных выпрямителей заключается в том, что выходное напряжение регулируется и не падает до нуля. Выходное напряжение поддерживается в пределах 86,6% от максимального напряжения и пикового значения напряжения. Таким образом, он выглядит регулируемым.
Основная причина низких колебаний выходного напряжения заключается в использовании большого количества диодов. Целесообразно использовать 6 диодов. Это связано с тем, что при использовании более 6 диодов стоимость схемы увеличивается. При этом сложность схемы возрастает и никакого значительного увеличения регулирования выходного напряжения там не будет.
3-фазный мостовой выпрямитель
Мостовая схема широко используется, поскольку в мостовом выпрямителе нет необходимости в трансформаторе с центральным отводом. Преимущество использования мостового выпрямителя состоит в том, что ток нагрузки I dc в 0,95 раза превышает пиковый ток, протекающий через диод.
В постоянного тока примерно в 2,34 раза больше среднеквадратичного значения напряжения переменного тока через вторичную обмотку трансформатора в трехфазном выпрямителе половинного сечения. Каждый диод в трехфазном мостовом выпрямителе пропускает только 1/3 тока, протекающего через нагрузку.
Таким образом, этот тип перемычки более предпочтителен в различных приложениях
Они используются для преодоления недостатков однофазного выпрямителя. Мы уже обсуждали, что однофазные выпрямители обладают высоким коэффициентом пульсаций и большими колебаниями выходного постоянного тока. Чтобы преодолеть этот недостаток, появились трехфазные трансформаторы.
Цепь трехфазного двухполупериодного выпрямителя (4 цепи)
24.04.2022
Инженер
ЭЛЕКТРОННЫЙ
0
В этой статье мы узнаем о трехфазной двухполупериодной схеме неуправляемого выпрямителя (4 цепи): Определите, структуру и принцип каждой трехфазной схемы выпрямителя.
Содержание
Что такое трехфазный двухполупериодный выпрямитель?
Трехфазная двухполупериодная схема неуправляемого выпрямителя представляет собой схему, которая преобразует трехфазное переменное напряжение в постоянное напряжение. В схеме мостового выпрямителя используется шесть диодов. Каждая фаза блока питания подключена к паре диодов, показанных на рисунке ниже.
Что такое трехфазный двухполупериодный выпрямитель?
Трехфазный двухполупериодный выпрямитель имеет большое значение в области силовой электроники. Поскольку эта схема создает выходное напряжение с низкими пульсациями, среднее выходное напряжение высокое. Частота выходного напряжения в шесть раз превышает частоту входного напряжения; это означает меньшую емкостную фильтрацию и гораздо более плавное выходное напряжение.
Предположим, что: мы будем использовать идеальный 3-фазный источник питания. Электропитание 3 фазы амплитудой 380В, частотой 50Гц. Каждая фаза электроснабжения будет сдвинута по фазе на 120 градусов электричества. Уравнение напряжения каждой фазы V1, V2, V3 выглядит следующим образом:
>>>См. также: Принцип работы 4-х цепей трехфазного однополупериодного выпрямителя
Схема трехфазного двухполупериодного выпрямителя (4 схемы)
1. Схема выпрямителя с нагрузкой R1 901 4 901
Трехфазная схема двухполупериодного выпрямителя будет использовать шесть диодов. Каждая фаза питания будет подключаться к средней точке пары диодов. Катоды трех верхних диодов соединены вместе, образуя положительный (+) вывод для нагрузки. А анод трех нижних диодов подключен как отрицательный (-) вывод для нагрузки R.
3-фазная схема двухполупериодного выпрямителя с резистивной нагрузкой
– Заметим, что: быть Т/6. Выходное напряжение будет линейным напряжением (линия-линия).
По сравнению с трехфазной схемой однополупериодного выпрямителя цикл выходного напряжения равен T/3. Трехфазная схема двухполупериодного выпрямителя имеет лучшую форму волны выходного напряжения, что снижает емкость фильтрующего конденсатора.
+ Каждый диод будет поочередно проводить около 1/3 цикла. Вышеупомянутый диод будет работать, когда напряжение на его аноде будет самым большим по сравнению с двумя другими диодами. Точно так же диод ниже будет работать, когда напряжение на его катоде будет наименьшим по сравнению с двумя другими диодами.
Заметим, что: выходной ток непрерывен. Диоды будут работать в порядке шести ступеней: D1+D5, D1+D6, D2+D6, D2+D4, D3+D4, D3+D5. Каждая пара диодов будет проводить только 60 0 цикла (T/6) в любой момент времени.
– Принцип работы:
+ В начале цикла V3 (напряжение фазы 3) является самым большим, поэтому D3 проводит, а диоды D1 и D2 меняют направление смещения. В то же время V2 наименьший, поэтому D5 проводит, а D3 и D6 смещены в обратном направлении.
=> Ток начнется с фазы 3 через D3, R, D5 и вернется к фазе 2. Напряжение на нагрузке будет Vo = V3 – V2.
+ При 30 электрических градусах значение V1 самое большое, поэтому D1 проводит. V2 самый маленький, поэтому D5 продолжает проводить ток.
+ 60 электрических градусов позже, V1 — самый большой, а V3 — самый маленький, поэтому диоды D1 и D6 проводят ток.
+ 60 электрических градусов позже, V2 — самый большой, а V3 — самый маленький, поэтому диоды D2 и D6 будут проводить. Принцип действия тот же, что и для другой половины цикла.
– Формула для расчета среднего выходного напряжения
Среднее выходное напряжение и ток находятся по формуле:
См. анимационный видеоролик «Как работает трехфазный двухполупериодный выпрямитель»
2. Схема выпрямителя с нагрузкой RL
Для схемы выпрямителя с индуктивной нагрузкой. Примем L = 0,1 Гн, R = 50 Ом. Мы моделируем схему выпрямителя в программе Psim и получаем следующую форму волны:
Схема трехфазного двухполупериодного выпрямителя с нагрузкой RL
– Принцип работы диоды такие же, как и в схеме выпрямителя с резистивной нагрузкой.
+ Выходной ток имеет небольшие колебания, поскольку характеристики катушки индуктивности не позволяют току через нее резко изменяться. Следовательно, пульсации трехфазного мостового выпрямителя, использующего нагрузку RL, малы.
3. Схема выпрямителя с нагрузкой RLE
Схема выпрямителя с элементами нагрузки, включая: R = 50, L = 0,1 и E = 250; принципиальная схема выглядит следующим образом:
Цепь трехфазного двухполупериодного выпрямителя с нагрузкой RLE
– Принцип работы:
+ Напряжение на нагрузке – это линейное напряжение между двумя фазами источника. Когда линейное напряжение больше E, форма сигнала схемы выпрямителя с нагрузкой RLE не отличается от нагрузки RL.
+ Ток через нагрузку постоянный, а выходной ток имеет небольшие колебания. Средний ток цепи выпрямителя с нагрузкой RLE меньше, чем ток цепи выпрямителя с нагрузкой RL (Io = Vo/R). Среднее значение выходного тока: Io = (Vo – E)/R
4. Трехфазная схема выпрямителя с фильтрующим конденсатором
Мы все знаем, что форма волны выходного напряжения трехфазной мостовой схемы выпрямителя не является стандартным напряжением постоянного тока. Чтобы сгладить форму выходного сигнала, мы подключим конденсатор параллельно нагрузке. Принципиальная схема и форма сигнала нарисованы, как показано ниже.
Схема трехфазного двухполупериодного выпрямителя с фильтрующим конденсатором
– Принцип работы:
+ В первом цикле диоды D3 и D5 будут проводить. Через короткий промежуток времени мы видим, что ток на D3 и D5 большой.