Однофазный однополупериодный выпрямитель

Это самая простая схема электронного выпрямителя, ее основой является один диод VD. Принцип действия этого выпрямителя основан на односторонней проводимости диода. Электрическая схема однофазного однополупериодного выпрямителя представлена на рис.2

В положительный полупериод, на схеме полярность этого периода обозначена без скобок, диод VD открыт и через него и нагрузку протекает ток i₂. Постоянная составляющая этого тока I₀ определяется средним значением тока i₂, проходящего через нагрузку R_н за полупериод и вычисляется по формуле

Этот ток создает на сопротивлении нагрузки постоянную составляющую выпрямленного напряжения U₀, которое определяется по формуле

Так как диод и нагрузка соединены последовательно, средний ток, протекающий через диод, равен постоянной составляющей тока нагрузки

Рисунок 2 – Принципиальная схема однофазного однополупериодного выпрямителя

В отрицательный полупериод, полярность этого периода обозначена на схеме в скобках, диод VD закрыт и ток в цепи практически равен 0. В этот полупериод на закрытый диод прикладывается большое обратное напряжение. Величина этого напряжения определяется по формуле

При выборе марки диода следует учитывать, что его допустимый прямой ток должен быть:

Допустимое обратное напряжение, выдерживаемое выбранным диодом должно быть:

Работа схемы однофазного однополупериодного выпрямителя можно иллюстрировать при помощи временных диаграмм (рис.3). Первая временная диаграмма отражает график изменения напряжения на вторичной обмотке трансформатора. Как видно из диаграммы это напряжение изменяется по синусоидальному закону. На второй временной диаграмме показан график изменения тока в цепи.

Рисунок 3 – Временные диаграммы однофазного однополупериодного выпрямителя

Важным параметром, характеризующим работу выпрямителя, является коэффициент пульсации.Для однофазного однополупериодного выпрямителя он является самым большим из всех схем выпрямления

k_п=1,57

Чтобы снизить коэффициент пульсации параллельно нагрузке включают конденсатор. Таким образом он выполняет роль сглаживающего фильтра, работа которого заключается в следующем: в положительный полупериод при увеличении напряжения на вторичной обмотке трансформатора конденсатор заряжается. При этом полярность напряжения на конденсаторе совпадает с полярностью положительного полупериода. Ток, протекающий через нагрузку имеет пульсирующий характер. Поэтому через четверть периода напряжение на нагрузке уменьшается и как только оно становится ниже напряжения на конденсаторе, начинается процесс разряда конденсатора через нагрузку. В результате через потребитель протекает ток даже в отрицательный полупериод (рис.4)

Рисунок 4 – Сглаживание пульсаций выпрямленного тока

Недостатками однофазного однополупериодного выпрямителя являются большое обратное напряжение и высокий коэффициент пульсаций. Поэтому рассматриваемая схема выпрямления используется редко.