Двухполупериодный выпрямитель
Анализируя временные диаграммы, приведенные на рис. 14.4, можно сделать вывод, что параметры выходного напряжения выпрямителя можно существенно улучшить, если ток нагрузки будет протекать в оба полупериода действия входного напряжения. Этого наиболее просто добиться, используя две схемы однополупериодного выпрямления, работающие синхронно и противофазно на единую нагрузку. Реализация данной идеи потребует использования двух источников первичного напряжения Uвх=Umsin(ωt) и Uвх=Umsin(ωt+π), имеющих общую точку. Полученная таким образом схема (рис14.5,а) называется двухполупериодной схемой выпрямителя со средней точкой.
Рис. 14.5 Схема однофазного двухполупериодного выпрямителя со средней точкой (а) и временные диаграммы, поясняющие его работу (б)
В рассматриваемой схеме каждый диод проводит ток в течение половины периода. Тогда среднее напряжение равно удвоенному значению среднего за период напряжения от интервала проводимости одного диода.
При этом, как видно из рис. 14.5,б, частота первой (основной) гармоники, пульсирующего выходного напряжения uн будет в 2 раза выше частоты входного напряжения ивх, а коэффициент пульсаций выходного напряжения двухполупериодной схемы будет равен
kп2= Uн/Uн ср = 2/3 = 0,67
Так как в рассматриваемой схеме ток через каждый диод протекает в течение только половины периода, то его действующее значение будет таким же, что и в однополупериодной схеме выпрямителя.
Полученные выражения показывают, что эффективность двухполупериодного выпрямителя значительно выше однополупериодной схемы, что предопределило ее широкое использование.
К основным недостаткам рассмотренной схемы следует отнести:
• необходимость двух источников входного напряжения;
• высокое значение напряжения, прикладываемого к полупроводниковым диодам при их обратном смещении (Uдмакс ≈ 2Um);
• малое значение напряжения Ucp, определяемого амплитудой Um, в то время, как суммарная амплитуда входного напряжения схемы равна 2Um.