6.3.7.3. Багатофазні випрямлячі

Багатофазні випрямлячі дають можливість значно зменшити пульсації напруги на споживачах. На рис. 6.30,а наведена схема трифазного однотактного випрямляча (з нульовим виводом). Аноди з’єднані з виводами вторинної обмотки трансформатора, катоди об’єднані в один вузол. Навантаження R_н включено між катодами і нейтраллю трансформатора. Порядок роботи діодів залежить від потенціалів на анодах, які задаються фазними напругами трансформатора: в кожний даний момент часу струм проводить тільки діод, з’єднаний з виводом вторинної обмотки трансформатора (а,б,с), напруга на якій (u_а,u_б, u_с) додатна і найбільша.

Графіки зміни напруг на вторинних обмотках трансформатора і криві зміни напруги і струму на навантаженні наведені на рис. 6.30,б.

Як видно з графіку и_н=f(t) криві зміни випрямленої напруги співпадають з обвідною додатних півхвиль напруг вторинних обмоток. На відміну від попередніх випрямлячів струм навантаження ніде не спадає до нуля. Коефіцієнт пульсацій такого випрямляча дорівнює К_п =25%.

6.3.8. Фільтри

Для нормальної роботи більшості електронних приладів до їх джерел живлення виставляються вимоги, щоб коефіцієнт пульсацій був не більшим за 10^-2 – 10^-6. Ні одна з розглянутих схем випрямлення не забезпечує такого коефіцієнта пульсацій. Тому більшість випрямлячів працюють із згладжуючим фільтром.

Мета використання фільтра - зниження пульсацій на виході за рахунок зниження амплітуди змінної складової випрямленої напруги (або струму), без зниження сталої складової. Фільтри будуються на основі реактивних елементів кола – ємностей і індуктивностей, опір яких залежить від частоти. Фільтри бувають активні і пасивні. Пасивні складаються з R , L, C - елементів. Активні ще мають і підсилювачі.

6.3.8.1. Ємнісний фільтр

Ємнісний фільтр складається з одного конденсатора, який вмикається паралельно навантаженню.

Пояснення принципу дії фільтра. При підключенні конденсатора паралельно навантаженню (рис.6.31,а) струм розгалужується: частина тече через опір навантаження, частина – через конденсатор. Конденсатор є нескінченно великим опором щодо постійної складової та малим – щодо змінної.

Протягом чверті періоду (0 – Т / 4 ) конденсатор заряджається до напруги U_m, після цього вхідна u_вх становиться меншою напруги на конденсаторі u_c. Вентиль VD закривається, а конденсатор розряджається на навантаження, підтримуючи в ньому струм. По мірі розрядки конденсатора напруга на ньому зменшується, причому зменшується повільно. А так як С і R_н ввімкнені паралельно, u_c = u_Rн , то напруга і на навантаженні буде зменшуватися повільніше, ніж без конденсатора. Через інтервал часу t = T потенціал анода знов починає зростати, в момент часу, що відповідає точці b, діод відкривається і конденсатор перезаряджається знов до U_m . Потім процес повторюється. Напруга на навантаженні змінюється по кривій abc.

Величина τ = R_нС_ф називається сталою часу цього процесу. Конденсатор вибирають таким чином, щоб х_с >> R_н .

Ємнісний фільтр використовують в малопотужних схемах при великому R_н .