Двухполупериодный выпрямитель, работающий на ёмкостную нагрузку

ЛЕКЦИЯ 4

 

Расчёт выпрямителей

 

План лекции:

Однополупериодный выпрямитель, работающий на ёмкостную нагрузку

Двухполупериодный выпрямитель, работающий на ёмкостную нагрузку

Детектор амплитудно-модулированного сигнала

Однополупериодный выпрямитель, работающий на

Мкостную нагрузку

Весьма часто полупроводниковые диоды применяют в источниках питания для преобразования переменного напряжения низкой частоты в постоянное. Для уменьшения (сглаживания) пульсаций выпрямленного напряжения параллельно сопротивлению нагрузки включают конденсатор достаточно большой величины, чтобы выполнялось условие ( − постоянная времени цепи , − период гармонической эдс). Полученная схема представляет собой однополупериодный выпрямитель, работающий на ёмкостную нагрузку (рис. 4.1).

Так как при нулевых начальных условиях, когда , сопротивление конденсатора переменному току близко к нулю, то нельзя пренебрегать малым внутренним сопротивлением источника эдс.

Рис. 4.1. Схема однополупериодного выпрямителя с ёмкостной нагрузкой

 

Исходными данными для расчёта схемы являются:

1) комплексная амплитуда эдс, частота,

2) сопротивление нагрузки, ёмкость, начальное напряжение на ёмкости,

3) параметры выпрямительного диода: обратный ток p-n-перехо­да, суммарное сопротивление нейтральных p- и n-областей за пределами p-n-пе­рехода, базовый потенциал [В/град], коэффициент неидеальности диода, средний прямой ток (среднее за период значение прямого тока через диод), импульсный прямой ток (наибольшее значение прямого тока), наибольшее мгновенное значение обратного напряжения, максимально допустимое постоянное обратное напряжение, максимально допустимая частота (наибольшая частота подводимого напряжения и импульсов тока, при которых обеспечивается надёжная работа диода),

4) температура окружающей среды,

5) относительная погрешность по току или по напряжению при расчёте мгновенных значений соответственно.

Считают, что скорость изменения эдс не слишком велика , так что учитывать паразитные ёмкости диода не требуется. Поэтому диод работает в квазистатическом режиме и его ВАХ описывают с помощью формулы (2.5).

Данную задачу графически решить нельзя.

По первому закону Кирхгофа имеем уравнение

По второму закону имеем выражение

Система нелинейных уравнений (4.1) и (4.2) может быть решена толь­ко аналитически численным методом, например, согласно следующему алгоритму:

1) выбирают шаг по времени , который зависит от требуемой точности и скорости изменения эдс. Для гармонического сигнала достаточным бывает интервал 1/360 или 1/72 периода, т.е. когда значения функции вычисляются через 1 или 5 градусов,

2) выбирают начальное значение времени ,

3) вычисляют значение эдс ,

4) вычисляют новое значение времени и величину эдс ,

5) вычисляют скачок изменения эдс по сравнению с предыдущим значением ,

6) выбирают величину скачка напряжения нагрузки меньше, чем скачок эдс, предполагая, что для изменения напряжения на ёмкости требуется определённое время и поэтому оно не может изменяться так же быстро, как эдс,

7) находят величину тока через ёмкость по формуле ,

8) определяют напряжение на нагрузке как ,

9) вычисляют ток нагрузки ,

10) вычисляют ток через диод ,

11) вычисляют напряжение на диоде ,

12) находят сумму падений напряжений ,

13) вычисляют разность ,

14) если выполняется условие , то это означает, что в данный момент времени решение получено и надо перейти к п."4)",

14а) если , то это означает, что сумма напряжений больше эдс. Следовательно, надо уменьшить ток, а для этого перейти к п."15",

14б) если , то это означает, что сумма напряжений меньше эдс. Следовательно, надо увеличить ток, а для этого перейти к п."16",

15) уменьшают скачок напряжения на нагрузке и переходят к п."7)",

16) увеличивают скачок напряжения на нагрузке и переходят к п."7)".

Перечисленные действия повторяют до тех пор, пока не будет достигнут конец заданного интервала времени.

 

Двухполупериодный выпрямитель, работающий на ёмкостную нагрузку

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: