lr3 (Лаба 3 - Электротехнические устройства в радиоаппаратуре)

Цель работы — знакомство с различными схемамн Выпрямителей, снятии их характеристик» '». ИЕ СВСДЕННЯ ИЗ ТЕО ИИ. Для работы радиоэлектронных устройств требуется постоянный ток с различными напражсннамн, Для преобразования переменного тока В постОянный применяют Выпрямители. Блок — Схе~а выпрямителя простсйпзсго типа пОкаэана на рнс. 1. Силовой трансформатор повыпзаст нлн понижает напряжение сети псрсмсннОГО тока до Величины, нсобходнмОЙ для НОл1»чсния заданнОГО пОстОяннОГО напряжения на Выходе выпрямителя. Электрический Вентиль, пропуская ток только В Одном направлении, Обсспсчнваст Выпрямленна.

Сглаживающий фильтр уменьшает псрсмснныс составляющнс (пульсацизо) Вьпфямлсиного тОка. Нагрузка — потребитель энергии постоянного тока, предстаа— лающий собой, например, злектронныс лампы нли палупровод— никоВыс приборы. В общем случае дейстанс Л~б~го Выпрямительззого устройст~, нмскпцсго вентиль и сглаживающий фильтр, сводится к следую— щсму, '1'Ок В астаи, содержазций ~ентиль, протекает Голько прн одной полярности переменного иапркження и имеет форму Однополярных НМПУЛЬСОВ. Частота повторения импульсов опрсЛслястся Ч~с~~~~й аыпрямляемого напряжения» форма иьпзульсов — реактивностью„ стОящсй иа вь»ходе Выпрямите»тя» Й их длитсльность — режимом работы Выпрямителя.

Постоянный ток на выхОде Вьзпрямителя определяется составляющей импульсов тока всех фаз. Задачей СГЛЙЖивающ~го фильтра ЙВляется фильтрация переменных сОстаВляющнх импульсного Гока с тем, чтобы предельном сл~ чае через сопротивление нагрузки щютскала тОлькО Одна пОСГОянная составляюпя Выпрямленного тоба, Выпранз»аззные устройства мОжно классифицировать НО ряду ПРИЗНЙКОВ.

ОНН ДСЛЯТСЯ: 6) по типу Вентиля — на элехтронныс (кснотронные), ионные (ГЙЗОТРОННЫС» ТИРЙТРОННЫС Н ДР. ) Н ПОЛУПРОВОДННКОВЫС ( СЕЛСНО— ВЫС» КРСМ4~6ЫС» ГСРМЙНИЕВЫС Н ДР,); б) по характеру нагрузки для переменных составляющих выпрямленного тока: чистО актиВИЙЙ нагрузка; наГрузка, начинающаяся с емкости; нагрузка» начинающаяся с нндукгивности (выпрямитель с Омичсской» емкОстнОН и индуктивной нагрузкой); В) пО числу Выпрямлясмых фаз — на Однофазные» двух— фазныс, трсхфазныс и т,д,; а)О Пр Выпрямителя пОказанВ на рис. 2 При Включении вмпрямителя в сеть (начальное напряжение на зажимак конденсатора С равно нул®) чер~З Вентиль потечет ток лйи~ь тОгда, когда Йапражение на аноде будет положительйь$м ~момент и иа рис, 3).

По мере протекаииЯ тока ч~реЗ вентиль конденсатор С будет заряжаться, напряжение иа Йем будет Возрастать. Когда напряжение иа конденсаторе станет равнмм иапряжейй~ на ВторичиоЙ обмотке трансформатора, ток ч~реЗ Вентиль прекратит.-ся. Заряжеиимй конденсатор будет разря— жаться через сопротивление нагрузки. Если ток вентиля превьппает ток нагрузки, то конденсатор заряяжается. Ь;ли же ток Вентиля меньше тока нагрузки нли равен иулто, то конденсатор разряжается, При нулевом токе вейтила скорость спадайиа напраженил Йа нагрузке Определяется пОстбяннОЙ времени ~,рер = СЙ.

ПоскОльку зта постОянная Времени Велика, тО за Время разрйда, которое несколько меныие периода переменного напряжения, напряжение на конденсаторе уменыиится иезначитеяьно. След)ло— лзая положительная полуволна также Откроет Вентиль, НО так как на конденсаторе сокранилось значительное положительное йапря— жение, то Откроется Вентиль Йе В момент и, а нескОлькО пОзже, В момент 6, когда иапраженйе на Вторичной обмотке траисформа— тора превмсит напряжение Йа емкости С, По мере Йакоплениа зарлда конденсатором угол отс~чки будет умень~паться и В устайовивтпемся режиме через Вентиль будет протекать достаточно уЗкие импульсм тока, .ИО форме близкие к косинусоидальным.

Около основания зти импульсы достаточно крупа и иозтому рйзиииа между длительностьаз Импульса тОка и Временем заряда невелика и часто разлнчия между ними Йе делают. В установивиземся режиме напряжение Йа конденсаторе С Й ток В нагрузочном сопротивлении Й. Йзменяйзтся согласно кривой ЛИЛ (см* рис, 3 ), Ток ~~ре~ Вентиль протекает ТОЛ~КО в тот промежуток Времени, когда мгновенное напряжение ИВ зажимал трансформатора больше напряжения Йа зажймак конденсатора. В".Вк Видно из кривык, зтОт промежуток Времени значительнО меньше пол~ периода, т.е, Вмпрямитель работает В режиме Отсечки тока, Н Ь ТОК каждой фазовой обмотки совпадает с током соответствую- ГПЕГО ВЕНТИЛЯ. Каждый из токов вт013ичнОЙ Обмотки траисфОрмнруется в пераичнуяз.

если бы работала только одна из вторичных обмоток, например„ 1,то в первичной об~иткс трансформатора п~лу~~л~~ бы ток 1ь, по форме соответствующий току 1и», а по величине равный 1Й ь и (п1и -- постоянная составляющая тока, даваемая одной фазой). Если бы работала только одна вторая половина вторичной обмотки, то ток пер~~ч~ой обмотки 1ь имел бы ту же форму, что и 1гь но был бы сдвинут по времени на 180 и направлен в противоположную сторону, так как обмотка 2 дает по отношению к обмот ке 1 противоположно наггравлеииые ампер "Витки.

Токи 1х~пз 1м~п равны между собой и при вычитании дают нуль. В первичнОЙ Обмотке пОэтому протекает ток, В тОчнОсти воспроизводяппзй форму тока вторичной обмотки (рис, 8), ио повторяющийся два раза за период — одни раз в одну сторону, другой раз в противоположную. Двухфазная схема несмотря на свои ЙСЛОстатки (отнОсительнО низкое испол~з~~~~и~ Обмоток трансформатора» необходимо~ть и двух вторичных обмотках трансформатора Или в одной Обмотке на удвоеннОС напряжение с Выводом От средней точки) являлась до последнего Времени са~ой распространенной. Она применяется в выпрямителях маЛОЙ могдности для питания приемо-передаюптей, изм~рительной н дру Ой радиозлектропной аппаратуры при сред.~-иих выпрямительиых напряжениях. пр ля (рис.

9) применены 4 Вентиля„а трансформатор не имее"г средней *очки. Вентили соединены в Виде мОста таким образом, чтО при положительной пике переменного напряжения, снимаеьюГО с трансформатора, ток протекает через вен*или 1 и 3, а при пике другой полярности ток будет протекать Через вентили 2 и 4, Иа выходе м~~~~ и~пу~ь~ы тока имеют одну и ту же полярность„во Вторичной 06МОтке импульсы тока имеют разную полярность. Конденсатор С подзаряжается импульсами тока два раза за период переменного напряжения и позтому так же, как и в предыдуздей Схеме, выходное напряжение пу»зьсирует и два риза чапзс, чем В однофазиой схеме, т.е. с частотОЙ, В два раза большей част»зты переменнОго напряжения.

Токи в мостовой схеме показаны на рис. 10 Достоинства мостовой Схемы.* Схема может применяться для выпрямленна сравннтелыю небольших напряжений. Эта схема с полупронодниковымн вентилями примни~~~с~ с~йчас очень широко и выпрямителях средней и ~ал~й МОШНОСТИ, г Схема нм ямнтеля с ноением нап женин. Схема выпрямителя с удвоением напряжения 1рнс, 11) состои~ из лнух соединенных последовательно Однофазных выпрямителей, работаюших на емкость, причем для Обои~ вьшрямителей используется Одна нторичиан Обмотка. Одни из фазных выпрямителей образован вентнлем В~ и конденсатором Сь Другой выпрямитель использует ту же в~ор~ч~у~ обмотку и образОВаи не ем Вй н конденсатором Сь Вентиль В воположио вентилю В~, позтому полярность напряжения иа КОнденсатОре С2 иная.

С выхода выпрямителя (точки а и 4 снимается сумма напряжений обонх выпрямителей, т.е. двойное напряжение. Когда напряжение на вторичной обмотке имеет такую полярность, чтО и июс получается и тОчке е, а минус сООтнетстаенно В тОчке и, и близко к максимуму, через вентиль В~ идет ток, подзаряжающий конденсатор С~(рис. 12) Прн обратной полярности переменного напряжения подзаряжается конденсатор С~ через вентиль В~, На рис. 12 изображено напряжение на конденсаторе С2; 1,'~ Отложено н Обратную сторону, т.е. построен график - 1.п. В) Болыной нрактнчаскнй нитарао нредотанааот роакННВ Вынрамнтойано~о ~отрой~ йаа на иайанаииа на~руакн„каракторна)'онаа Об~~И~ крнаой„нокатыаа~отНОЙ ааанонмоотй йоотоанното Ижора®ВИИВ ()~ на натрузка От ВФлнчийы постояннОГО тока Ь В нащ~зко.

Эта аааионмооть В®~йа дйа ононки качоотаа работы Вь~нркйитйла„так как Эта НВГя~ака ВянрямнтФля радко остаотсй ЙООТОВИИОЙ и ИВЗЪ$ВВатоа натруаочной нлн Внаианой карактарнстнк~й Вынрайитола фнс. 13) ЗИВОВ 13~ - намонанно Вынрамлонно~о наоражанна„ооотаатотаукнНВВ пр~росту тока натруаки от )ам до Ь~; Ь~ - НОМННВЛЬНОВ НВНРВжВННВ ВЫНРКННТВЛВ НРН ТОКО НВТРУЗКН.

Выкодноо ОонротнВВФИИВ„характоризукмноа накйон натрузочной характщ)иютнки где 13. - амплитуда переменной еостанляющей напряжения е основной частотой нульеан«й~ У) постоянная соетаааяющая ВынрямлепноГО нащ6иФиия иа нирузке, Раеечнтатыыпрямнтела для заданной натруаян, уяаяанной на маяете. .