Задача относится к расчету выпрямителей переменного тока, собранных на полупроводниковых диодах. При решении задачи следует помнить, что основными параметрами полупроводниковых диодов являются допустимый ток I доп , на который рассчитан данный диод, и обратное напряжение U обр, которое выдерживает диод без пробоя в непроводящий полупериод.
Обычно при составлении реальной схемы выпрямителя задаются значения мощности потребителя Pd (Вт), получающего питание от данного выпрямителя, и выпрямленное напряжение Ud (В), при котором работает потребитель постоянного тока.
Сравнивая ток потребителя с допустимым током диода I доп, выбирают диоды для схем выпрямителя.
Напряжение, действующее на диод в непроводящий полупериод Ub, также зависит от схемы выпрямления.
Таким образом, условия выбора диодов для конкретных схем выпрямления имеют вид:
1. Для однофазной однополупериодной схемы
2. Для двухфазной двухполупериодной схемы трансформатора
3. Для однофазной мостовой схемы
4. Для трехфазной однотактной схемы
5. Для трехфазной мостовой схемы
Пример 1. Для питания постоянным током потребителя мощностью Pd = 250 Вт при напряжении Ud = 100 В необходимо собрать схему двухфазного двухполупериодного выпрямителя, использовав стандартные диода типа Д243Б.
Решение
1. Выписываем из 3 таблицы параметры диода Д243Б:
2. Определяем ток потребителя:
Таблица 3. Технические данные полупроводниковых диодов
3. Определяем напряжение, действующее на диод в непроводящий полупериод:
4. Проверяем диод по параметрам I доп и U обр. Для данной схемы диод должен удовлетворять условиям
В данном случае первое условие не выполняется, т.к. 200 < 314 U обр < U в. Второе условие выполняется, т.к. 0,5Id = 0,5 * 2,5 = 1,25A. 1,25A < 2A
5. Составляем схему выпрямителя чтобы выполнялось условие U обр < U в , необходимо два диода соединить последовательно, тогда U обр = 200•2 = 400 В. 400 > 314 В.
Полная схема выпрямителя представлена на рас. 8.
Пример 2. Составить схему однофазного мостового выпрямителя, использовав один из трех диодов Д222, КД202Н, Д215Б. Мощность потребителя Pd = 300 Вт, напряжение потребителя Ud = 200 В.
Решение
1. Выписываем из 3 таблицы параметры указанных диодов:
2. Определяем ток потребителя:
3. Определяем напряжение, действующее на диод в непроводящий полупериод для мостовой схемы выпрямителя:
4. Выбираем диод из условий
Этим условиям удовлетворяет диод КД202Н: 
Диод Д222 подходит по напряжению (600 В > 314 В), но не подходит по току (0,4 А< 0,75 А).
Диод Д215Б подходит по току (2 А > 0,75 А), но не подходит по напряжению (200 В < 314 В).
5. Составляем схему мостового выпрямителя (рис.9). В этой схеме каждый из диодов имеет параметры диодов КД202Н: 
Пример 3. Для питания постоянным током потребителя мощностью Pd = 40 Вт при напряжении Ud = 80 В собрать схему трехфазного однотактного выпрямителя на диодах Д207.
Решение
1. Выписываем из табл. 3 параметры диода Д207:
2. Определяем ток потребителя:
3. Определяем напряжение, действующее на диод в непроводящую часть периода:
Проверяем диод по параметрам I доп и U обр. Для данной схемы диоды должны удовлетворять условиям:
В данном случае условие по допустимому току не выполняется, т.к. 0,1<0,5/3; 0,1< 0,16, чтобы выполнить это условие следует в каждую фазу включить 2 диода параллельно, тогда 2 • 0,1>0,16;
условие по обратному напряжению выполняется. Схема трехфазного выпрямителя на диодах Д207 представлена на рис. 10
Пример 4. Начертить схему трехфазного мостового выпрямителя для питания постоянным током потребителя мощностью Р d = 40 Вт при напряжении Ud = 14 В, выбран стандартные диоды из таблицы №3 Методуказаний. Пояснить принцип действия выпрямителя, используя временные графики напряжений.
Решение
1. Определяем ток потребителя:
2. Определяем напряжение, действующее на диод в непроводящую часть периода:
3. Для трехфазной мостовой схемы диоды должны удовлетворять по параметрам условию по допустимому прямому току I доп и обратному напряжению U обр .:
Из табл.3 выбираем диод Д224Б, удовлетворяющий этим условиям. Его параметры: I доп. = 2 А, U обр. = 50 В.
2 А > 0,97 А; 50 В > 15 В.
Схема трехфазного мостового выпрямителя приведена на рис.11.
В этой схеме три диода VD 2, VD 4, VD 6 объединены в катодную группу, а три диода VD 1, VD 3, VD 5 - в анодную группу. При работе схемы ток всегда проводят два диода: один в катодной группе, а другой в анодной. В любой момент времени в катодной группе открыт тот диод, потенциал анода которого выше потенциалов анодов других диодов в группе, а в анодной группе открыт диод, потенциал катода которого ниже потенциалов катодов других диодов группы.
На рис. 11-а построены кривые фазных напряжений. Как видно из этого рисунка, диоды схемы проводят ток в течении 1/З периода. Например: в моменты времени t=t1/t2 ток проходит по цепи ma – VD 2 - RH - VD З – mb. В результате потенциал общих катодов схемы (положительного полюса выпрямителя) изменяется по верхней огибающей кривых фазных напряжений, а потенциал общих анодов (отрицательного полюса выпрямителя) - по нижней огибающей.
На рис. 11-в построена кривая выпрямленного напряжения Ud. Кратность пульсаций выпрямленного напряжения по отношению к частоте сети равна шести.
Схема усилителя низкой частоты
Дата: 2018-12-21, просмотров: 1459.
