Однофазная схема выпрямления с нулевой точкой

Схема однофазного двухполупериодного выпрямителя с нулевой (средней) точкой изображена на рисунке 7.1. Своё название схема получила из-за того, что вторичная обмотка вентильного трансформатора разделена на две равные части и из средней точки раздела сделан вывод, к которому подключается нагрузка. Данную схему можно рассматривать как сочетание двух однополупериодных выпрямителей, работающих в противофазе на общую нагрузку Rн. В первую половину периода, когда полярность напряжения на вторичной обмотке вентильного трансформатора Данную схему можно рассматривать как сочетание двух однополупериодных выпрямителей, работающих в противофазе на общую нагрузку Rн. В первую половину периода, когда полярность напряжения на вторичной обмотке соответствует обозначениям на рисунке 7.1, в проводящем состоянии находится диод VD1 , а VD2 закрыт. Ток протекает в верхнем контуре вторичной цепи по часовой стрелке. Во второй полупериод полярность напряжения на обмотке меняется и в работу вступает диод VD2 , а VD1 закрывается. Ток в этом случае протекает в нижнем контуре вторичной цепи против часовой стрелки. Коммутация тока с одного диода на другой происходит в момент перехода сетевого напряжения через нуль. Независимо от того, какой диод открыт, через нагрузку RН ток iH проходит в одном направлении, указанном на рисунке 7.1.

Работа выпрямителя иллюстрируется с помощью временных диаграмм, приведённых на рисунке 7.2. Из этих диаграмм видно, что частота пульсации выходного напряжения uH на нагрузке в два раза выше частоты сети, поэтому однофазная схема с нулевой точкой считается двухпульсовой (двухполупериодной).

Среднее значение напряжения на выходе выпрямителя для данной схемы

,   (7.1)

где U2 – действующее значение напряжения на половине вторичной обмотки вентильного трансформатора;

 ω – угловая частота  входного напряжения.

Рисунок 7.1 – Однофазная двухполупериодная схема

выпрямления с нулевой точкой

 

Рисунок 7.2 – Временные диаграммы работы однофазной двухполупериодной схемы с нулевой точкой: u2 – кривая напряжения на половине вторич-ной обмотки трансформатора; iV1, iV2 – кривые токов диодов VD1 и VD2; uV1, uV2 – напряжение на диодах VD1 и VD2; iн – кривая тока нагрузки; uн – кривая напряжения на нагрузке

Действующее значение напряжения на половине вторичной обмотки трансформатора

 (7.2)

Среднее значение тока через диод в два раза меньше среднего значения тока нагрузки Id :

. (7.3)

Максимальное значение тока диода

. (7.4)

Действующее значение тока диода

. (7.5)

Действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора

 (7.6)

где RH – сопротивление нагрузки выпрямителя.

Максимальное обратное напряжение на диоде в непроводящую часть периода

 (7.7)