В какой из схем выпрямителей самый большой коэффициент пульсаций?

В какой из схем выпрямителей самый большой коэффициент пульсаций?

В однофазной однополупериодной с одним диодом.

В какой из схем выпрямителей самый малый коэффициент пульсаций?

В мостовой трехфазной

Зачем в выпрямителе нужен трансформатор?

Для согласования амплитуды напряжения между потребителем и сетью, а также для гальванической развязки.

Почему RC фильтры не используют при больших нагрузках? В чем их преимущество по сравнению с С-фильтром.

При больших нагрузках будет наблюдаться существенное снижение КПД. Сравнивает время заряда и разряда конденсатора и защищает диоды от больших импульсных токов заряда С-фильтра, что снижает требования к выбору диодов.

Зачем в выпрямителе нужен фильтр? И какие фильтры (по полосе пропускания) применяются в выпрямителях?

Фильтры нужны для снижения пульсаций до уровня требуемого потребителями. Выпрямителя присутствуют фильтры низкой частоты.

Какие бывают схемы однофазных выпрямителей?

Однополупериодная на одном диоде; мостовая; двух-полупериодная с общей точкой на трансформаторе (двухфазная)

Какие бывают фильтры? Какие выпрямители практически не требуют фильтров?

Фильтры делятся по полосе пропускания, бывают активные и пассивные, могут иметь разный порядок и различные реативные составляющие для реализации зависимости коэффициента передачи от частоты.

Какие выпрямители используют при большой нагрузке?

При большой нагрузке выше 1 А обычно используют L-фильтры или активные С-фильтры.

Какие выпрямители используют при малой нагрузке?

При малой нагрузке обычно используют С-фильтры.

Какие фильтры используются в выпрямителях (по полосе пропускания)?

Выпрямителя присутствуют фильтры низкой частоты.

Какие фильтры хорошо работают с большой нагрузкой?

При большой нагрузке выше 1 А обычно используют L-фильтры или активные С-фильтры. Индуктивность в выпрямителях устанавливается последовательно с нагрузкой. Поэтому L-фильтр образует делитель напряжения с нагрузкой. Постоянная составляющая напряжения попадает на нагрузку (поскольку для постоянного тока w = 0, то X_L = w L = 0), а переменная распределяется между нагрузкой и фильтром. Чем больше соотношение между реактивным сопротивление X_L = w L и сопротивлением нагрузки R_L, тем меньше пульсации на нагрузке. Т.е. уменьшая сопротивление R_L, тем самым увеличивая ток и нагрузку, мы уменьшаем пульсации. Индуктивность сглаживает за счет накопления энергии в магнитом поле индуктивности. А эта энергия прямо пропорциональна току через индуктивность. Недостатком катушки является наличие активной составляющей сопротивления проводов в общем сопротивлении этого элемента, что способствует снижению КПД с увеличение тока нагрузки.

Какие фильтры хорошо работают с малой нагрузкой?

При малой нагрузке до 1 А обычно используют C-фильтры. Емкость в выпрямителях устанавливается паралельно. Поэтому С-фильтр образует делитель тока с нагрузкой. Постоянная составляющая тока попадает только на нагрузку (поскольку для постоянного тока w = 0, то X_С = 1/(w С) = ¥)), а переменная распределяется между нагрузкой и фильтром. Чем меньше соотношение между реактивным сопротивление X_С = 1/(w С)и сопротивлением нагрузки R_L, тем меньше пульсации на нагрузке. Т.е. увеличение сопротивление R_L, тем самым уменьшая ток и нагрузку, мы уменьшаем пульсации заставляя переменную составляющую течь через конденсатор по пути наименьшего сопротивления. Конденсатор сглаживает за счет накопления энергии на своих обкладках при ее излишке и генерации в нагрузку при ее недостаче. При увеличении тока возможности для компенсации за счет накопленной энегрии уменьшаются.

Почему требуется использовать в выпрямителях стабилизаторы?

Для постоянства выходного напряжения вследствие изменения напряжения в сети. Кроме этого, при изменений тока потребителем изменяется падение напряжения на активных элементах выпрямителя диодах, обмотках трансформатора и т.д и это тоже не способствует постоянству напряжения на выходе выпрямителя.

По каким параметрам выбираются диоды для выпрямителей?

Прямой средний максимальный ток, обратное максимальное напряжений. При использовании С-фильтров, максимальный импульсный ток.

Что такое ШИМ модуляция?

Широтно-импульсная модуляция, в которой переносчиком информации является ширина импульса или скважность. Это позволяет иметь высокий КПД устройств которые ее использую для обеспечения функционала работы.

Достоинства и недостатки двухфазного выпрямителя (двухполупериодного с общей точкой). Схема его подключения к трансформатору. Диаграмма тока через один из диодов и нагрузку вместе с диаграммой напряжения на нагрузке и на одном из диодов.

Более высокий КПД по сравнению с мостовой схемой, требуется только два диода, можно устанавливать диоды на общий радиатор для охлаждения. Используется в блоках питания обычно до 500Вт. К недостаткам можно отнести необходимость использовать трансформатор с двумя одинаковыми вторичными обмотками и повышенное по сравнению с мостовой схемой обратное напряжение на диодах/

Начертить схему: трансформатор (понижающий, с коэффициентом трансформации 10), трехфазный полумостовой выпрямитель, C-фильтр, нагрузка. Вольтметр показывает на первичных обмотках фазное напр-ние 50 В. Какое напряжение будет на нагрузке.

Поскольку полумостовая схема, то на нагрузке будет фазное напряжение, то есть с учетом коэффициента трансформации 220/10= 22 В. Учтем, что открыт в схеме всегда один диод: 22 – 0,7 = 21,3 В. С-фильтр тянет к амплитудному значению, тогда

21,3 = 30,0 В

Вольтметр показывает на первичных обмотках фазное напряжение 50 В.

Ответ (50 – 0,7)  = 69,5 В.

Начертить схему: трансформатор (понижающий, с коэфф. трансф. 20), мостовой выпрямитель, RC-фильтр 1 порядка, нагрузка. Напряжение на первичной обмотке 220 В. Ток 100 мА. Сопр. R фильтра 24 Ом. На вторичной обмотке трансформатора падает 1 В. Привести расчетную формулу напряжения на нагрузке.

 

Через коэффициент трансформатора находим напряжение на вторичной обмотке: 220/20 = 11 В. Вычитаем падение напряжения на обмотка 11 – 1 = 10 В. Учтем падение напряжения на двух диодах в мостовой схеме: 10 – 0,7×2 = 8,6 В. Падение напряжения на резисторе R 1 U_{R 1} = 24×0,1 = 2,4 В. Действующее напряжение на конденсаторе будет 8,6 – 2,4 = 6,2 В. Конденсатор потянет напряжение к амплитудному значению, и по этой причине напряжение на нагрузке будет 6,2 = 8,74.

Начертить схему: трансформатор, мостовой выпрямитель, нагрузка. Временную диаграмму напряжения без фильтра, с C-фильтром, с L-фильтром. Указать штрих пунктиром линию, которая будет соответствовать показанию вольтметра.

Показания вольтметра для «Без фильтра» должны быть на» 1,41 ниже максимального значения. L-фильтр тянет выходное напряжение к действующему. Вследствие наличия активного сопротивления проводов показания вольтметра обычно несколько ниже, чем для «Без фильтра».

Трехфазный мостовой выпрямитель. Схема его подключения к трансформатору. Достоинства и недостатки. Диаграмма тока через один из диодов и нагрузку вместе с диаграммой напряжения на нагрузке и на одном из диодов.

Мостовая трехфазная схема обладает высоким коэффициентом использования мощности трансформатора, малым значением обратного напряжения на диоде, повышенной частотой пульсаций выпрямленного напряжения. Схема используется в широком диапазоне выходных мощностей и выпрямленных напряжений. Соединение вторичной обмотки трансформатора звездой позволяет избежать появления уравнительных токов при асимметрии фазных напряжений. Схема может применяться без трансформатора.

Трехфазный полумостовой выпрямитель. Схема его подключения к трансформатору. Достоинства и недостатки. Диаграмма тока через один из диодов и нагрузку вместе с диаграммой напряжения на нагрузке и на одном из диодов.

Пульсации меньше чем у любой из однофазных схем. В ряде схем отсутствует необходимость использовать фильтры. Применяется в выпрямителях средней и большой мощности.

К недостаткам такой схемы следует отнести плохое использование трансформатора, который работает с подмагничиванием постоянным током, и повышенное обратное напряжение на выпрямительных диодах.

 

Начертить две временные диаграммы выходного напряжения поле одно мостового однофазного выпрямителя при С фильтре и какой-то нагрузке, если емкость будет увеличена в 5 раз. Как изменится коэффициент пульсаций. Могут ли от этого выйти из строя диоды.

Начертить две временные диаграммы выходного напряжения поле однополуперионого выпрямителя при С фильтре и какой-то нагрузке, если емкость будет уменьшена в 5 раз. Как изменится коэффициент пульсаций. Могут ли от этого выйти из строя диоды.

В какой из схем выпрямителей самый большой коэффициент пульсаций?

В однофазной однополупериодной с одним диодом.