Двухполупериодный мостовой выпрямитель

Двухполупериодный выпрямитель является схемным устройством, которое использует оба полупериода входного переменного тока (AC) и преобразует их в постоянный ток (DC). В нашем уроке по полуволновым выпрямителям мы видели, что полуволновой выпрямитель использует только половину цикла входного переменного тока. Таким образом, двухполупериодный выпрямитель намного эффективнее (двойной +). Этот процесс преобразования обоих полупериодов входного питания (переменного тока) в постоянный ток (DC) называется двухполупериодным выпрямлением. Диодный мост тут на сайте https://meanders.ru/diodnyj-most.shtml.

Двухполупериодный выпрямитель может быть построен двумя способами. В первом методе используется трансформатор с центральным отводом и 2 диода. Эта схема известна как выпрямитель с волновым центром .

Во втором методе используется обычный трансформатор с 4 диодами в виде моста. Это устройство известно как мостовой выпрямитель.

Теория выпрямителя полной волны

Чтобы полностью понять теорию двухполупериодного выпрямительного моста   , вам нужно сначала изучить полуволновой выпрямитель. В учебнике по полуволновому выпрямителю мы четко объяснили основные принципы работы выпрямителя. Кроме того, мы также объяснили теорию pn-перехода и характеристики диода pn-перехода .

Полноволновой выпрямитель — Работа и эксплуатация

Работа и работа двухполупериодного мостового выпрямителя довольно просты. Схемы и формы сигналов, которые мы привели ниже, помогут вам лучше понять работу мостового выпрямителя. На принципиальной схеме 4 диода расположены в виде моста. Вторичная обмотка трансформатора подключена к двум диаметрально противоположным точкам моста в точках A и C. Сопротивление нагрузки R _L   подключено к мосту через точки B и D.

Двухполупериодный мостовой выпрямитель — принципиальная схема с входными и выходными волновыми формами

Во время первой половины цикла

В течение первого полупериода входного напряжения верхний конец вторичной обмотки трансформатора является положительным по отношению к нижнему концу. Таким образом, в течение первого полупериода диоды D1 и D ₃ смещены в прямом направлении, и ток протекает через плечо AB, входит в сопротивление нагрузки R _L и возвращается обратно, протекая через плечо DC. В течение этой половины каждого входного цикла диоды D ₂ и D ₄смещены в обратном направлении, и ток не может течь в плечах AD и BC. Поток тока обозначен сплошными стрелками на рисунке выше. Ниже мы разработали еще одну диаграмму, чтобы помочь вам быстрее понять поток тока. См. Диаграмму ниже — зеленые стрелки показывают начало протекания тока от источника (вторичной обмотки трансформатора) к сопротивлению нагрузки. Красные стрелки показывают путь возврата тока от сопротивления нагрузки к источнику, таким образом замыкая цепь.

Поток тока в мостовом выпрямителе

Во второй половине цикла

В течение второго полупериода входного напряжения нижний конец вторичной обмотки трансформатора является положительным по отношению к верхнему концу. Таким образом, диоды D ₂ и D ₄ становятся смещенными в прямом направлении, и ток протекает через плечо CB, входит в сопротивление нагрузки R _L и возвращается к источнику, протекающему через плечо DA. Поток тока показан пунктирными стрелками на рисунке. Таким образом направление потока тока через сопротивление нагрузки R _Lостается неизменным в течение обоих полупериодов входного напряжения питания. См. Диаграмму ниже — зеленые стрелки показывают начало протекания тока от источника (вторичной обмотки трансформатора) к сопротивлению нагрузки. Красные стрелки показывают путь возврата тока от сопротивления нагрузки к источнику, таким образом замыкая цепь.

Путь тока во 2-й половине цикла

Пиковое обратное напряжение двухполупериодного мостового выпрямителя:

Давайте проанализируем пиковое обратное напряжение (PIV) двухполупериодного мостового выпрямителя с помощью принципиальной схемы. В любой момент, когда вторичное напряжение трансформатора достигает положительного пикового значения Vmax, диоды D1 и D3 будут смещены в прямом направлении (проводящие), а диоды D2 и D4 будут смещены в обратном направлении (непроводящие). Если мы рассмотрим идеальные диоды в мосте, то диоды прямого смещения D1 и D3 будут иметь нулевое сопротивление. Это означает, что падение напряжения на проводящих диодах будет равно нулю. Это приведет к тому, что все вторичное напряжение трансформатора будет развиваться через сопротивление нагрузки RL.

Таким образом, PIV мостового выпрямителя = Vmax (макс. Вторичного напряжения)

Анализ цепи мостового выпрямителя

Единственное отличие в анализе между двухполупериодным выпрямителем и выпрямителем с центральным отводом состоит в том, что

1. В мостовой выпрямительной схеме два диода проводят в течение каждого полупериода, и прямое сопротивление становится двойным (2R _F ).
2. В схеме мостового выпрямителя Vsmax — это максимальное напряжение на вторичной обмотке трансформатора, тогда как в выпрямителе с центральным отводом Vsmax представляет это максимальное напряжение на каждой половине вторичной обмотки.

Различные параметры объясняются уравнениями ниже:

1. Пиковое течение

Мгновенное значение напряжения, подаваемого на выпрямитель, задается как

vs = Vsmax Sin wt

 Если предполагается, что диод имеет прямое сопротивление R _F Ом и обратное сопротивление, равное бесконечности, ток, протекающий через сопротивление нагрузки, определяется как

i1 = Imax Sin wt и i2 = 0 для первой половины цикла

и i1 = 0 и i2 = Imax Sin wt для второй половины цикла

Общий ток, протекающий через сопротивление нагрузки R _L , являющийся суммой токов i1 и i2, определяется как

i = i1 + i2 = Imax Sin wt для всего цикла.

Где пиковое значение тока, протекающего через сопротивление нагрузки R _L , определяется как

Imax = Vsmax / (2R _F + R _L )

2. Выходной ток

Поскольку ток одинаков через сопротивление нагрузки RL в двух половинах цикла переменного тока, величина Idc постоянного тока постоянного тока, которая равна среднему значению переменного тока, может быть получена путем интегрирования тока i1 между 0 и пи или ток i2 между пи и 2pi.