Выпрямители с умножением напряжения. 
Многофазные схемы выпрямителей

«Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники»

Кафедра защиты информации РЕФЕРАТ

на тему:

«Выпрямители с умножением напряжения. Многофазные схемы выпрямителей»

МИНСК, 2009

Схема выпрямителей с умножением напряжения

Простейшей схемой является схема удвоения напряжения.

Рисунок 1

Можно построить схему с многократным умножением напряжения.

Рисунок 2

Качественное выпрямление при небольших пульсациях возможно лишь при слабых потреблениях тока нагрузки.

Для активно-емкостной нагрузки (RC) имеем:

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(0)

(10)

(11)

Существует значительное разнообразие схем выпрямителей с умножением напряжения.

Достоинства:

— сравнительная простота, с увеличением умножения по напряжению;

— заменяет исключительно сложный и малонадёжный высоковольтный трансформатор;

— есть возможность получить сетку питания напряжений постоянного тока;

Недостаток:

— невозможность питаниями нагрузок с большими токами: при больших токах емкости существенно разряжаются, следовательно, пульсация на выходе по напряжению растёт и, следовательно, падает значение этого напряжения. Резкая зависимость от потребляемого нагрузкой тока соответствует большему (100-ни Ом) сопротивлению выпрямителя с умножением частоты.

Все схемы для однофазной сети переменного тока имеют общие недостатки:

— с их помощью затруднительно реализовать питание мощных потребителей (более 1 кВт);

— значительная величина коэффициента пульсации (1,57 — в 1п/п, 0,67 — в 2п/п сх.);

— сравнительно меньшей является частота пульсаций 1-й гармоники;

От указанных недостатков свободны многофазные схемы выпрямителей.

Многофазные схемы выпрямителей

Источником питания в многофазном выпрямителе является электроэнергетическая сеть трёхфазного переменного тока промышленной частоты 50 Гц с напряжением U=220(фазное)/380(линейное) В.

Схема Миткевича.

Рисунок 3

Достоинства:

— является простейшей схемой среди многофазных схем;

— вентили могут быть размещены на одном радиаторе;

— минимальное количество вентилей для трехфазной схемы, т.к. в каждый момент времени работы только 1 вентиль;

— существенно меньше Кп в однофазных схемах и существенно выше fп.

Недостатки:

— сравнительно высокое обратное напряжение на вентилях;

Это устройство целесообразно использовать для работы на R, L нагрузки.

Таблица 1.

Параметры работы схемы Миткевича на активную (Rн) и активно-индуктивную (LRн) нагрузку

Схема Ларионова.

Рисунок 4

Её целесообразно использовать на активную и индуктивную нагрузку. В схеме в каждый момент времени работает пара вентилей: один из группы {1,3,5} и один из {2,4,6}.

В группе {1,3,5} открыт тот вентиль, напряжение на катоде которого отрицательно по отношению к аноду и имеет наименьшую величину в группе. Ток через нагрузку протекает импульсами 6 раз за период, поэтому:

(12)

(13)

Обратное напряжение на вентилях при одинаковых выходных напряжениях на нагрузках в схеме Ларионова оказывается в 2 раза меньше, чем в схеме Миткевича.

Таблица 2.

Параметры работы схемы Миткевича на активную (Rн) и активно-индуктивную (LRн) нагрузку

Выпрямление в этой схеме лучше и имеет пульсацию в 6 раз меньшую и постоянная составляющая почти одинакова с выпрямленным напряжением.

Достоинства:

— схема Ларионова наиболее совершенная схема для трёхфазной сети, определяет её широкое распространение, обеспечивает малую величину коэффициента пульсации; высокая частота пульсации по 1-й гармонике; низкое обратное напряжение в вентиле;

— низкие требования к пропускной способности в вентиле по току;

— хорошее использование габаритной мощности трансформатора, отсутствует подмагничивание сердечника.

Недостатки:

— значительное количество вентилей;

— невозможность размещения вентилей на одном радиаторе;

— недостатки из-за повышенной сложности схемы: увеличенная масса, габариты, стоимости, уменьшение надёжности.

Ещё более высокое качество выпрямленного напряжения и лучших электрических показателей трёхфазного выпрямления обеспечивает схема выпрямителя с расщепленной фазой.

Выпрямитель с расщепленной фазой (Для трёхфазной сети).

В схеме имеется 2 системы вторичных обмоток, одна включена звездой, др.- треугольником. В схеме действует 12 импульсов тока за период.

(14)

Рисунок 5

Достоинства:

— повышенное качество напряжения;

— низкий Кп;

Недостатки:

— высокая сложность, большие габариты, большое кол-во вентилей, пониженная надежность;

В технике электропитания используют сглаживающие фильтры, исключающие остаточную пульсацию, или сглаживающие её.

Иванов-Цыганов А. И. Электротехнические устройства радиосистем: Учебник. — Изд. 3-е, перераб. и доп.-Мн: Высшая школа, 200

Алексеев О.В., Китаев В. Е., Шихин А. Я. Электрические устройства/Под ред. А. Я. Шихина: Учебник. — М.: Энергоиздат, 200- 336 с.

Березин О.К., Костиков В. Г., Шахнов В. А. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. — М.: Три Л, 2000. — 400 с.

Шустов М. А. Практическая схемотехника. Источники питания и стабилизаторы. Кн. 2. — М.: Альтекс а, 2002. -191 с.