Розрахунок схем спрямовувачів[17].

Спрямовувач– пристрій, призначений для забезпечення живлення споживачів постійного струму від джерела змінного струму.

Структурна схема спрямовувача має вид:

Спрямовувач в більшості випадків складається з таких елементів:

• силовий трансформатор,який забезпечує підвищення або зниження напруги мережі змінного струму до потрібної величини;

• вентильна схема,яка складається з одного або кількох вентилів, що мають односторонню провідність струму і що виконують основну функцію спрямовувача – перетворення змінного струму в пульсуючий;

• згладжуючий фільтр,який зменшує пульсацію спрямленого струму.

В схему спрямовувача, крім цих основних елементів, можуть входити різні допоміжні пристрої, призначені для регулювання спрямленої напруги, включення і виключення спрямовувача, захисту спрямовувача від пошкодження при порушення нормального режиму роботи, контрольно-вимірювальні прилади і т.п.

Класифікуються спрямовувачі за числом фаз змінного струму мережі живлення, за типом вентилів, за схемою їх включення і за ін. показниками.

Спрямовувачі, що працюють від однофазної мережі змінного струму, називаються однофазними.Вони поділяються на:

□ однопівперіодні,в яких струм через навантаження проходить тільки протягом одного півперіоду за період зміни напруги мережі;

□ двопівперіодні,в яких струм через навантаження проходить протягом обох півперіодів за період зміни напруги мережі;

□ схеми з множенням напруги, які використовуються для підвищення спрямленої напруги на навантаженні при заданій напрузі на вторинній обмотці трансформатора або при відсутності підвищуючого трансформатора.

Двопівперіодну мостову схему спрямовувача складають силовий трансформатор (Т) і чотири діоди VD1 ÷ VD4, що утворюють плечі електричного мосту, в діагоналі якого включені вторинна обмотка трансформатора і навантаження R_н.

В той півперіод, коли потенціал точки А додатний, потенціал точки В від’ємний, струм проходить від

точки А, через діод VD1, опір навантаження R_н, діод VD3, до точки В. В наступний півперіод, коли полярність точок А і В змінюються, струм пройде по шляху: точка В → діод VD2 → опір навантаження R_н → діод VD4 → точка А. Напрям струму через опір R_н залишається незмінним і тому тут має місце двопівперіодне спрямлення.

Вихідними даними для визначення параметрів вентильної схеми є номінальна спрямлена напруга U₀, струм навантаження I₀, коефіцієнт пульсацій K_п0, номінальна напруга мережі живлення U₁.Передбачається, що частота мережі живлення – 50 Гц. Значення U₀, I₀ визначаються параметрами тієї апаратури, живлення якої здійснюється через спрямовувач. Коефіцієнт пульсацій, що приймається для розрахунку, не повинен перевищувати 0,15. Інша необхідна інформація береться з довідників по електротехнічній і електронній апаратурі (наприклад «Полупроводниковые приемно-усилительные устройства: Справ. радиолюбителя» / P.M.Терещук, К.М.Терещук, С.А.Седов).

Розрахунок спрямовувача при потужності навантаження до сотень ватт з урахуванням ємнісного фільтру як навантаження здійснюється в такому порядку: