După cum sa menționat mai sus, până la 40% din energia electrică generată de centralele electrice ale țării sub forma de tensiune alternativă, convertit la DC. Pentru acest ispolzuyutsya- dispozitivele pe diode semiconductoare și tiristoare de rectificare.
Fig. 6.4. prezintă o diagramă de circuit și o diagramă de temporizare de curenți și tensiuni de cele mai simple monofazată semiundă redresor cu condensator Sf. comutate paralel cu sarcina.
Luați în considerare funcționarea redresor în starea de echilibru. Curentul prin dioda (ia) nachinaetprotekat când tensiunea pe înfășurarea transformatorului (U2) secundar devine mai mare decât tensiunea la bornele condensatorului (Uc), care corespunde unui interval de timp t1 - t2 și t3. - t4.
În acest timp t1 - t2, condensatorul de încărcare Sf. În general, constanta de timp a taxei condensator # 964; taxa = Rd * C este selectat, astfel încât condensator are timp pentru a încărca până la valoarea amplitudinii UM2 a tensiunii de ieșire a transformatorului secundar. Atunci când acest lucru continuă până când valoarea de încărcare condensator UM2, și apoi începe descărcarea acestuia, deoarece U2 de tensiune (t) este mai mică decât Uc. Cu toate acestea, în cazurile în care valoarea C este ales foarte mare, constanta de timp a taxei condensator (# 964; taxa = Rd * Cf) este proporțională cu intervalul (t1 - t2) .Dacă condensator C nu are timp să se încarce până la valoarea de amplitudine a tensiunii de la U2 și încărcătura Ea continuă după ce trece valori de amplitudine UM2 .Imenno acest caz, este prezentată în figura 6.4. Numai din când tensiunea t2 U2 (t) devine mai mică decât tensiunea de pe condensator Uc, dioda blocat și condensator începe să se descarce printr-o rezistență de sarcină RH. constantă de timp de descărcare al condensatoarelor determinat de VRE-Meni (# 964; time = Rj * G *) și de obicei mult mai mare decât timpul de încărcare. Pentru valva blocată în acest moment se aplică nap-dispoziie, valoarea maximă care este aproape egală cu dublul UM2.
Fig. 6.4.Printsipialnaya diagramă și diagramele de sincronizare ale curenților și
tensiune jumătate de undă redresor cu un filtru capacitiv.
La momentul t3 U2 de tensiune devine din nou mai mare decât tensiunea Uc, este deschis și dioda curent taxa Ianachinaet și C t. D condensator.
Atunci când este necesar să se asigure un raport pulsație mai mare netezirea tensiunii redresate se utilizează filtre complexe low-pass; LC în formă de L sau de tip RC (vezi. Figura 6.5.).
Fig. 6.5. Schema de filtre în formă de L, LC și tip RC.
Ca rezultat, căderea de tensiune pe bobina inductivă proporției lf componentei variabile a tensiunii redresate este redus semnificativ. Cădere de tensiune de la componenta de curent continuu este puțin, deoarece rezistența bobinei de inducție este mic. Inductori de putere mică redresor în loc (vezi. Figura 6.5) includ un rezistor Rf.
O deficiență majoră a redresoare jumătate de undă este de încărcare AC neuniforma, deoarece acest tip redresoare consumă energie numai în timpul pozitive sau negative semi-perioade ale tensiunii de curent alternativ.
Prin urmare, așa cum se utilizează în general un redresor de încărcare uniform în rețeaua electrică pentru a furniza o tensiune de curent continuu. Un exemplu de astfel de convertor este o punte în care patru diode sunt folosite pentru a obține tensiunea de rectificat, conectat într-un circuit punte.
Punte redresoare ON
Fig. 6.6. prezintă o diagramă schematică a unui bialternanță de circuit redresor pod asamblat. Această figură prezintă, de asemenea, diagrama de timp de a explica funcționarea redresorului.
Figura 6.6. Diagrama schematică a redresor pod bialternanță (a) și graficele de temporizare (b, c, d) pentru explicarea proceselor.
Luați în considerare caracteristicile redresor. In timpul ciclului de jumătate pozitiv al tensiunii U2 (t) la transformatorul de ieșire este vizibil diode B1 și OT. și diode B2 și B4 sunt închise. In timpul diodele B1 negativ jumătate ciclu U2 (t). VZ. închis și B2. B4 - deschis. Ca rezultat, prin diode în fiecare semiperioadă a curentului de puls fluxurile id (vezi. Fig. 6.6), încărcarea (comutator închis când S) .Pentru condensator Sf Sf flux de curent timp zaryazhaetsyado tensiune Uc care este oarecum mai mică decât tensiunea maximă UM2. Spre deosebire de UM2 Uc este mică și este cauzată de căderea de tensiune pe diode semiconductoare și înfășurarea secundară a transformatorului.
Odată ce condensatorul este încărcat la o tensiune aproape de UM2. id curent (t) este terminată, deoarece valoarea curentă a U2 de tensiune (t) devine mai mică decât Uc = UM2 Acest condensator începe să se descarce prin RL rezistență (sm.ris.6.6.v) la dependența timpului curent (In) care curge prin impedanța încărcare, prezentat în fantomă 6.6.v ris.6.6.g.Na Figura prezintă, de asemenea, o diagramă de temporizare a schimbării id curent (t) la comutatorul deschis S.
După cum se poate observa din examinarea acestor relații, condensatorul format la tensiunea pulsează deconectat pe sarcină. Includerea tensiunii pe condensator sarcina face mai lin. Cu cat mai mare valoarea condensatorului, tensiunea mai netezită în întreaga sarcină. Prin urmare, ieșirile de redresoare utilizate în calculatoare sunt incluse de obicei condensatoare având o capacitate de fracție Farad.
După cum sa menționat în secțiunea anterioară, în acele cazuri în care este necesar pentru a reduce tensiunea de ondulație, filtre suplimentare low-pass sunt incluse în producția de redresor. Poate reduce semnificativ ondulație la redresor tensiunea de ieșire atunci când se utilizează stabilizatori.
-Tiristori numita clasă largă de dispozitive semiconductoare, cum ar fi un releu. Acestea includ: - dispozitive dynistors releu negestionate din trei serii a inclus „PN“ de tranziție; triodă dispozitive semiconductoare controlabile adecvate pentru comutarea tensiuni de același semn, triace utilizat pentru comutarea tensiunilor pozitive și negative, și altele.
O trăsătură comună a tuturor tiristoarelor este capacitatea lor de a fi în două state; - oprit atunci când rezistența este mare și activat atunci când rezistența devine mică, iar curentul care curge prin ele mari (zeci sau sute de amperi). Comutare tiristor de la un stat la altul mici (zeci de microsecunde). La trecerea de la stat închis la deschis, curent care curge prin tiristorul rămâne ridicat, atâta timp cât nu există nici oprit sau înlocuit cu semnul său de tensiune între anod și catod. Următoarele se concentrează pe luarea în considerare a SCR. SCR sunt larg utilizate în construcția de redresoare controlate, tensiuni comutatori-Leu, precum și invertoare.
Dispozitiv electronic numit SCR cu trei joncțiuni p-n și ohmice trei terminale (sm.ris.6.7.). Două tiristor ieșire (anod și catod) sunt conectate la o sursă de alimentare, iar al treilea la o sursă de tensiune de control (Uy). Controlată triodă tiristor este format din trei p-n intersecții I, II, și III. Tensiunea de alimentare este furnizată tiristorului, astfel încât tranzițiile I și III sunt deschise și închise de tranziție II. Rezistența deschise-e tranziții mici și, prin urmare, aproape toate de tensiune E se aplică tranziției închis al II-lea, având o mare rezistență la conductor-set.
În acest caz, curentul care curge prin tiristor, este foarte mic (mA câteva) și tiristorul este în stare închisă. Atunci când este oprit tensiunea de comandă pentru creșterea tensiunii dintre anod și catod de tranzistor, care se realizează prin creșterea sursei de alimentare E electromotoare, curent este tiristor-Uwe lichivaetsya ușor în sus, până când această tensiune ajunge la tensiunea de străpungere „PN“ de tranziție II . După aceea există o creștere avalanșă a numărului de purtători datorită avalanșă multiplicarea transportatorilor în tranzit II, ceea ce duce la o reducere drastică a rezistenței sale. Ca urmare, tiristorul comută în starea deschisă. tensiune uper. în care avalanșelor începe creștere a curentului poate fi redusă prin introducerea transportatorilor minoritari în oricare dintre straturile adiacente tranziției II. purtătorilor de sarcină suplimentare sunt introduse în circuitul de control al stratului p2 alimentat de la o sursă directă independentă de tensiune Uy.
Figura 6.7. Schema bloc a tiristorului.
Pe ris.6.8. arată caracteristicile de tensiune statice gestionate triac
Fig. 6.8.Voltampernye caracteristicile tiristorului
la diferite valori ale curentului de control.
Ris.6.8 Pe abscisă este tensiunea dintre anod și catod de tiristorului (UAK), iar pe ordonată curentul care trece prin tiristorul (la).
Fig. 6.8. arată că, atunci când o creștere a Administrației unice (ly) excitante tensiune a tiristorului este redusă, adică, Controale 1y curent de comutare tiristoare de tensiune.
necesită o tensiune anodică joasă la care avalanșă actuala creștere-ing o valoare mare a curentului de antrenare.
Punctul C este situat la partea inferioară a liniei de ramura VAC a tiristorului în absența curentului de control (1y = 0) este limita. Când tensiunea între anod și catod de tiristorului corespunzătoare acestui punct, există o defalcare avalanșă a joncțiunii pn II. Prin urmare, tensiunea pe tiristor la acest punct se numește tensiune de comutare PNUM.
În starea inițială atunci când curentul de control este zero, iar tensiunea la anod de tensiune de comutare tiristor UAK mai puțin tiristoare, tiristor este închisă.
În cazul în care controlul tensiunii de impuls tiristorul se deschide la Ua mai mici uper. Cu cât este mai IY, inferior tiristor deschis Ua. De obicei Iy selectate astfel încât tiristorului este deschisă atunci când U egal cu 1..2 B. La deschiderea tiristor punctului de funcționare se deplasează de la punctul A la punctul B la codul CVC său. După trecerea la starea deschisă a curentului tiristor prin ea crește brusc. Blocarea tiristor are loc numai atunci când semnul tensiunii aplicate la anod de la pozitiv la negativ. În acest curent continuu, prin tiristorul scade la zero și după minoritate resorbția taxa purtător tiristor blocat.
Actuala și tensiunea picătură peste tiristorului poate fi determinată grafic prin construirea liniei CVC încărcare tiristor corespunzătoare R. rezistență Aceasta este urmată de o linie dreaptă care trece prin punctele cu coordonate (0; E / R) și (E 0). Coordonatele punctului de intersecție al acestei linii cu CVC tiristoare determinată de curent și tensiune a tiristorului în stările închise și deschise (punctele A și B).