Основные схемы сетевых выпрямителей

Назначение сетевого выпрямителя для ВБВ во-первых, преобразование рода тока – из переменного в постоянный и, во-вторых, сглаживание пульсаций выпрямленного напряжения. В качестве сглаживающих фильтров обычно используют ёмкостные, низкочастотные фильтры. Наиболее часто сетевые выпрямители выполняют по схемам, приведенным на рис. 8.

Рис. 8. Схемы выпрямителей с ёмкостными сглаживающими фильтрами

На рис. 9 показаны временные диаграммы, поясняющие работу двухполупериодной однофазной схемы (рис. 8, а) на ёмкостную нагрузку.

Рис. 9. Эпюры работы однофазного мостового выпрямителя

на нагрузку ёмкостного характера

Здесь 2θ угол отсечки тока вентиля. Очевидно, что с уменьшением пульсации напряжения на конденсаторе , уменьшается и угол θ, а среднее значение напряжения

стремится к амплитуде напряжения .

Величина ёмкости С_ф определяется исходя из уровня пульсаций по приближённой формуле

,

где I_вх - среднее значение тока, потребляемого от сетевого выпрямите-

ля;

f_c - частота питающей сети;

p - число фаз выпрямления (пульсность);

- абсолютный коэффициент пульсаций

напряжения на конденсаторе.

Для расчётов задаются k_а=0, 1…0, 05. Эти пульсации будут отработаны цепью обратной связи преобразователя и не должны быть большими, чтобы не уменьшать диапазон регулирования по другим дестабилизирующим воздействиям.

При малом внутреннем сопротивлении сети наличие конденсатора в схеме выпрямителя вызывает в момент включения резкий бросок тока заряда i_cmax (см. рису. 9), который может в десятки раз превышать установившееся значение и привести к выходу из строя выпрямительных диодов. Для ограничения этого тока в схему вводят резистор R_огр.

Сопротивление резистора определяют для наихудшего случая, когда напряжение сети максимально и ограничивают i_cmax на уровне нескольких десятков ампер. Этот ток является ударным током для диодов и его величина должна соответствовать перегрузочной способности диодов при работе на ёмкость.

Реально R_огр составляет от 3 до 50 Ом для ВБВ с выходной мощностью 20…200 Вт. При этом средняя мощность, рассеиваемая на резисторе, невелика и лежит в пределах долей-единиц ватт. Импульсная же мощность достигает десятков ватт. Поэтому во многих случаях используют проволочные резисторы или металлопленочные (ОМЛТ, С2-23, С2-33 и пр.), но со значительным запасом по мощности. При выходной мощности 300 Вт и более следует предусматривать автоматическое замыкание R_огр после включения контактами реле или тиристором [5].

2.4. ПОРЯДОК РАСЧЁТА