10.2. Тиристоры. 10.3. Основные схемы выпрямления переменного тока. 10.4. Однополупериодная схема

10. 2. Тиристоры

Тиристоры – это обширный класс полупровод­никовых приборов, используемых для электронного переключения. Эти полупроводниковые устройства обладают двумя устойчивыми состояниями и имеют три или более р-n переходов. Тиристоры охвачены внутренней положительной обратной связью, позво­ляющей увеличивать амплитуду выходного сигнала путем подачи на вход части выходного напряжения на рис. 10. 5 видим схему (в), внутреннее устройство (а) и вольтамперную характеристику (б) неуправляемого тиристора.

Тиристоры широко используются при управле­нии мощностью постоянного и переменного тока. Они применяются для включения и выключения мощнос­ти, подаваемой на нагрузку, а также для регулирова­ния ее величины, например, для управления освещен­ностью или скоростью вращения двигателя.

Рис. 10. 5 Неуправляемый тиристор

 

Чаще используют тиристоры, кото­рые имеют управляющий электрод (рис. 10. 6).

Рис. 10. 6

 

На рис. 10. 7 изображено семейство вольтам­перных характеристик управляемого тиристора при различных токах цепи управления. Закрывание ти­ристора осуществляется импульсами тока управления обратной полярности.

 

                

Рис. 10. 7                                                                                 Рис. 10. 8

 

 

На рис. 10. 8 показан внешний вид наиболее распространенных тиристоров.

10. 3. Основные схемы выпрямления переменного тока

Одним из главных применений полупроводни­ковых диодов является выпрямление переменного тока, для которого существует много схем. Мы рас­смотрим основные схемы, ставшие классическими: однополупериодную, двухполупериодную и мостовую.

10. 4. Однополупериодная схема

Эта схема изображена на рис. 10. 9, где Т — транс­форматор; D — полупроводниковый диод; R – на­грузка.

 

Рис. 10. 9

 

Когда на верхнюю часть вторичной обмотки (II) рис. 10. 9 по­дан положительный полупериод переменного тока, на диод D подается прямое напряжение, и он пропускает его, а когда отрицательный, то диод заперт. Через на­грузку протекает пульсирующий прерывистый ток (рис. 10. 10). Сопротивление R_d диода непостоянно: оно определяется крутизной вольтамперной характери­стики в каждой точке. Однако, при включении пос­ледовательно с диодом нагрузки R_H, сопротивление этой цепи становится равным R_d+R_H, и характери­стику можно считать линейной (динамическая ха­рактеристика).

Вычислим среднее за период значение тока, вып­рямленного однополупериодным выпрямителем. Пусть переменное напряжение, подлежащее выпрям­лению, равно:

                                               10. 1

 

Рис. 10. 10

 

Тогда выпрямленный ток, имеющий форму по­ловины синусоиды (рис. 10. 10 равен:

                                          10. 2

(выражение (10. 2) справедливо для каждой первой поло­вины периода).

Во время отрицательного полупериода, когда диод закрыт, он находится под напряжением вторичной обмотки трансформатора, поэтому наибольшее обрат­ное напряжение, действующее на диод, равно

                                           10. 3

Тогда среднее за период значение выпрямленно­го тока будет равно

                                           10. 4

Однополупериодная схема очень редко использу­ется в современных выпрямителях, поскольку вторич­ная обмотка трансформатора работает только полови­ну периода, и поэтому габаритная мощность транс­форматора должна превышать мощность выпрямлен­ного тока примерно в 3 раза. Кроме того, выпрямлен­ное напряжение имеет очень высокий коэффициент пульсаций, что затрудняет его сглаживание.

 

⇐ Предыдущая26272829303132333435Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: