Напряжения и управляемые выпрямители

Инверторы — это устройства, преобразующие постоян­ный ток в переменный. Изобразим упрощенную схему инвертора на биполярных транзисторах (рис. 2.87), где

имеет место соотношение. В схеме час-

то используют электролитические конденсаторы (боль­шой емкости). Транзисторы работают в ключевом режи-

ме: включаются и выключаются поочередно. На выходе схемы возникает переменное напряжение.

Умножители напряжения преобразуют переменное на­пряжение в постоянное, причем выходное постоянное напряжение значительно превышает амплитуду входного переменного напряжения. Различают симметричные и несимметричные умножители напряжения.

Рассмотрим схему симметричного удвоителя напряже­ния (схему Латура) (рис. 2.88). Диоды включаются в раз­ные полупериоды входного напряжения. В те полуперио­ды, когда и_вх<0, включается диод D1 и заряжается конденсатор С₁, в другие полупериоды (и_вх< 0), включа­ется диод D2 и заряжается конденсатор С₂.

Напряжения на конденсаторах при холостом ходе при­ближаются к амплитудному значению U_{вх .т.} входного на­пряжения, поэтому и_вых » 2 U_{вх .т}

Схема несимметричного удвоителя напряжения имеет вид, показанный на рис, 2,89.

В отрицательные полупериоды входного напряжения (и_вх<0) через диод D1 заряжается конденсатор С₁ до амп­литудного значения входного напряжения, а в положи­тельные полупериоды (и_вх > 0) через диод D2 под действи­ем суммы напряжений и_вх и и_С1 действующих согласно, заряжается конденсатор С₂ до удвоенного амплитудного значения входного напряжения.

Аналогичным образом строят утроители (рис. 2.90, а), учетверители (рис. 2.90, б) и другие умножители напряже­ния. В этих схемах напряжение на конденсаторе C_t равно амплитудному значению входного напряжения, а на всех остальных конденсаторах — удвоенному амплитудному значению входного напряжения. Входное напряжение на такие умножители поступает обычно со вторичной обмот­ки трансформатора, и тогда такое устройство называют выпрямителем с умножением напряжения. Обычно при применяются в высоковольтных выпрямителях, потребля­ющих небольшой ток (единицы миллиампер), например для питания кинескопов телевизоров.

Рассмотренные ранее выпрямители являлись нерегули­руемыми, так как величина выходного постоянного на-

пряжения однозначно определялась входным напряжени­ем выпрямителя.

Управляемые выпрямителипозволяют регулировать вы- ходное напряжение. Они, как правило, построены на ос­нове однооперационных (обычных, незапираемых) тири­сторов.

Дня примера рассмотрим схему однофазного двухполу-периодного управляемого выпрямителя со средней точкой (рис. 2.91).

Если импульсы управления подаются сразу после по­явления на тиристорах положительных напряжений, то схема будет работать точно так же, как схема на диодах.

Изобразим временную диаграмму выходного напряже­ния для случая, когда импульсы управления подаются с

некоторой задержкой по отношению к указанным момен­там времени (рис. 2.92, жирная линия). Через t_вкл обозна­чена указанная выше задержка. Часто временные диаграм­мы подобных схем изображают, откладывая по горизонтальной оси не время t, а величину wt (w — кру­говая частота). Тогда указанной задержке соответствует оп­ределенный угол a_вкл сдвига по фазе между напряжением на тиристоре и импульсами управления, причем

Угол a_вкл называютуглом управления. Для рассматри­ваемой схемы угол управления, как легко заметить, может изменяться в пределах от 0 до p (от 0 до 180 град.). Чем

больше угол управления, тем меньше среднее напряжение на выхода выпрямителя.

Пунктиром изображена временная диаграмма, соответ­ствующая отсутствию задержки.