При двухполупериодном выпрямлении ток через нагрузку протекает в течение обоих полупернодов. Схема двухполупериодного выпрямления представлена на рис. 112, а. Аноды вентилей В1 и В2 присоединены к концам вторичной обмотки трансформатора Тр, а катоды соединены вместе; между катодами и средней точкой трансформатора присоединена нагрузка. В течение полупериода, когда потенциал анода вентиля В1 выше потенциала средней точки трансформатора, в цепи, состоящей из вентиля B1, сопротивления нагрузки Rн, и верхней половины вторичной обмотки трансформатора Тр, течет ток.
 |
Вентиль В2 при этом заперт, так как потенциал его анода ниже потенциала катода на величину, равную сумме падений напряжений на нижней половине вторичной обмотки трансформатора и на сопротивлении нагрузки. Ток вентиля В1 i'II повторяет форму э. д. с. e'II, появившейся на половине вторичной обмотки трансформатора, и создает на сопротивлении нагрузки напряжение URн, по величине и форме одинаковое с э. д. с. еII (если пренебречь падением напряжения на сопротивлении вторичной обмотки трансформатора и вентиля). Это иллюстрирует график, приведенный на рис. 112, б. Рис. 112. Схема двухполупериодного выпрямления (а) и временные диаграммы токов, напряжений и э. д. с. (б). |
Обратное напряжение Uобр, приложенное к вентилю В2, можно считать приблизительно равным
Uобр=Е"mII+UmRн≈ Е"mII+ Е'mII≈2E'mII≈2E"mII≈EmII
т. е. оно получается таким же, как и в однополупериодной схеме.
Во время следующего полупериода откроется вентиль В2, а вентиль B1 окажется запертым.
Таким образом, ток в двухполупериодной схеме выпрямления проходит в течение обоих полупериодов, и поэтому среднее значение общего выпрямленного тока оказывается в 2 раза больше, чем в однополупериодной схеме:
(199)
Среднее значение выпрямленного тока через каждый вентиль можно определить по формуле
(200)
Отсюда видно, что максимальное значение тока через вентиль в 3,14 раза больше среднего значения выпрямленного тока через каждый вентиль и в 1,57 раза больше среднего значения общего выпрямленного тока.
Выпрямленное напряжение в двухполупериодной схеме выпрямления тоже в 2 раза больше, чем в однополупериодной схеме. Действительно, максимальное значение выпрямленного напряжения на нагрузке
откуда
(201)
т. е. среднее значение выпрямленного напряжения составляет 0,9 от действующего значения напряжения на вторичной обмотке.
При определении токов в обмотках трансформатора удобно двухполупериодную схему представить в виде двух однополупериодных схем выпрямления, работающих на общую нагрузку. Тогда форма тока в каждой половине вторичной обмотки трансформатора будет такая же, как и в однополупериодной схеме:
(202)
Поскольку схема симметрична, то в соответствующих половинах вторичной обмотки постоянные составляющие токов протекают в противоположных направлениях, создают встречные магнитные потоки, вследствие чего сердечник трансформатора не подмагничивается.
Ток в первичной обмотке поэтому имеет синусоидальную форму.
Действующее значение тока первичной обмотки
(203)
Типовую мощность обмоток трансформатора Рт, по аналогии с однополупериодной схемой, можно определить по формуле (в вольт-амперах)
(204)
где
Последняя формула показывает, что для получения одной и той же по величине выпрямленной мощности в схеме двухполупериодного выпрямления габариты трансформатора можно уменьшить в 2 раза, по сравнению со схемой однополупериодного выпрямления.
Продолжая далее сравнительную оценку обеих рассмотренных, схем выпрямления,
нетрудно прийти к заключению, что в двухполупериодной схеме
коэффициент
использования трансформатора в 2 раза больше (порядка 0,67), а
коэффициент пульсации выпрямленного напряжения более чем в 2 раза меньше.
Двухполупериодная схема находит широкое практическое применение при токах нагрузки свыше 30 ма и используется для получения постоянных напряжений от нескольких десятков вольт до нескольких киловольт при мощности не более 1 ква.
