Исследование выпрямителей и сглаживающих фильтров

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Экспериментальное исследование принципа работы и характеристик выпрямителей и сглаживающих фильтров.

ЗАДАНИЕ

2.1. Изучить принцип работы выпрямителей и фильтров.

2.2. Снять и построить характеристики выпрямителей и фильтров.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Выпрямители используются в блоках питания радиоэлектронных устройств для преобразования переменного напряжения в постоянное. Схема любого выпрямителя содержит три основных элемента:

силовой трансформатор – устройство для понижения или повышения напряжения питающей сети и гальванической развязки сети с аппаратурой;

выпрямительный элемент (вентиль), имеющий одностороннюю проводимость – для преобразования переменного напряжения в пульсирующее;

фильтр – для сглаживания пульсирующего напряжения.

Выпрямители могут быть классифицированы по ряду признаков:

по схеме выпрямления – однополупериодные, двухполупериодные, мостовые, с удвоением (умножением) напряжения, многофазные и др.;

по типу выпрямительного элемента – ламповые (кенотронные), полупроводниковые, газотронные и др.;

по величине выпрямленного напряжения – низкого напряжения и высокого;

по назначению – для питания анодных цепей, цепей экранирующих сеток, цепей управляющих сеток, коллекторных цепей транзисторов, для зарядки аккумуляторов и др.;

Основными характеристиками выпрямителей являются:

номинальное напряжение постоянного тока – среднее значение выпрямленного напряжения, заданное техническими требованиями. Обычно указывается напряжение до фильтра и напряжение после фильтра (или отдельных его звеньев , напряжением, необходимым для питаемых выпрямителем устройств.

номинальный выпрямленный ток – среднее значение выпрямленного тока, т.е. его постоянная составляющая, заданная техническими требованиями, определяется результирующим током всех цепей питаемых выпрямителем;

напряжение сети – напряжение сети переменного тока, питающего выпрямитель (стандартное напряжение для бытовой сети – 220 В с допускаемыми отклонениями не более 10 %);

пульсация – переменная составляющая напряжения или тока на выходе выпрямителя, это качественный показатель выпрямителя;

частота пульсаций – частота наиболее резко выраженной гармонической составляющей напряжения или тока на выходе выпрямителя. Для самой простой однополупериодной схемы выпрямителя частота пульсаций равна частоте питающей сети. Двухполупериодные, мостовые и с удвоением напряжения выпрямители дают частоту пульсаций, равную удвоенной частоте питающей сети. Частота пульсаций многофазных выпрямителей зависит от схемы выпрямителя и числа фаз;

коэффициент пульсаций – отношение амплитуды наиболее резко выраженной гармонической составляющей напряжения или тока на выходе выпрямителя к среднему значению напряжения или тока. Различают коэффициент пульсаций на входе фильтра и коэффициент пульсаций на выходе фильтра . Допускаемые значения коэффициента пульсаций на выходе фильтра определяются характером нагрузки;

коэффициент фильтрации (коэффициент сглаживания) – отношение коэффициента пульсаций на входе фильтра к коэффициенту пульсаций на выходе фильтра с=Р₀/Р. Для многозвенных фильтров коэффициент фильтрации равен произведению коэффициентов фильтрации отдельных звеньев;

колебания (нестабильность) напряжения на выходе выпрямителя – изменение напряжения постоянного тока относительно номинального. При отсутствии стабилизаторов напряжения определяются отклонениями напряжения сети.