двухполуперіодним схема (рис. 5.2.4.) характеризується підвищеною частотою пульсацій, бо на діоди подаються напруги з різних протилежних кінців обмотки. Тому частота пульсація подвоюється (Виходить не 50Гц, а 100Гц). Це вигідно в тому сенсі, що для отримання такого ж згладжування пульсацій як у однополуперіодним випрямлячі потрібно менша ємність конденсатора.
Взагалі, це потрібно враховувати надалі, тому що, чим вище частота випрямленої змінного струму, тим менше може бути ємність згладжує конденсатора.
В
Рис. 5.2.4. Двухполуперіодним схема випрямляча
Недолік двухполуперіодної схеми в тому, що необхідний трансформатор, у якого є відвід від середини вторинної обмотки, і число витків (сумарне) вторинної обмотки виходить у два рази більше.
Мостова схема (рис. 5.2.5.) - найпопулярніша схема випрямляча, вона відрізняється тим, що забезпечує подвоєну частоту пульсація при роботі від обмотки без відводів, що має число витків таке ж, як у схемі однополупериодного випрямляча. Тобто ті ж переваги, що і в двухполуперіодної схемою, але для цього подвоювати число витків вторинної обмотки трансформатора і робити від неї відводи не потрібно.
Тепер розрахуємо випрямляч (рис. 5.2.5). Допустимий прямий середній струм діодів в бруківці схемою повинен бути не менше 0,5 Iвих, практично вибирають (для надійності) діоди з великим прямим струмом.
В
Рис. 5.2.5. Випрямляч, виконаний по мостовій схемі
Допустиме зворотне напруга не повинна бути менше 0,71 UII, + 0,5 U вих, але оскільки на холостому ходу U вих досягає 1,41 UII, зворотна напруга діодів доцільно вибирати не менше цієї величини, т. е. амплітудного значення напруги на вторинній обмотці. Корисно врахувати ще й можливі коливання напруги мережі.
Амплітуду пульсацій випрямленої напруги у вольтах можна оцінити за спрощеною формулою: Uпульс = 5 Iвих/С- вихідний струм підставляється в амперах, ємність конденсатора С1 - в мікрофарадах. [5,7]
5.3 Розрахунок стабілізатора
Серед напівпровідникових стабілізаторів напруги існує дві основні групи - параметричні стабілізатори та компенсаційні.
Найбільш прості параметричні стабілізатори. Їх принцип дії заснований на використанні особливих діодів - стабілітронів, або інших якихось напівпровідникових елементів, які мають таку вольт-амперну характеристику (ВАХ), що при пропущенні через них струму або прикладання до них напруги на цих елементах підтримується певне стабільне напруга падіння. Тому такі стабілізатори і називаються параметричними, - Тому що їх робота залежить від певного параметра стабілітрона або іншого елемента.
Яскравий приклад - стабілітрон. Це діод, має ВАХ показану на рис. 5.3.1. Як видно, на відміну від звичайного діода ВАХ стабілітрона має негативну гілку, що характеризує різке наростання зворотного струму при досягненні зворотною напругою
Фактично, це оборотний пробій діода, що не волають пошкодження кристала (але тільки в тому випадку, якщо не буде перевищений максимально припустимий зворотний струм).
В
Рис. 5.3.1. ВАХ стабілітрона певного значення (Напруги стабілізації). br/>
Крім напруги стабілізації (Ucт) при якому настає оборотний пробій стабілітрона, є ще два параметри - Iст (хв) -Мінімальний зворотний струм, при якому виникає стійкий пробою і Uст (макс) -Максимальний зворотний струм, при перевищенні якого відбувається пошкодження стабілітрона. Таким чином, є робочий стабільний ділянка зворотного струму від Iст (хв) до Iст (макс), в межах якого зміна зворотного струму через стабілітрон не призводить до зміни на падаючого на ньому напруги.
Відповідно до закону Ома змінюється опір стабілітрона: Сила струму зростає, а опір зменшується на стільки, щоб напруга на стабілітрон залишалося на рівні напруги стабілізації.
Найпростіший параметричний стабілізатор можна зібрати по схемою, що на рис. 5.3.2. Опір стабілітрона VD1 і резистора R1 утворюють дільник напруга, a R1, крім того, обмежує і струм через стабілітрон. Якщо вхідна напруга (Uвx) нижче Uст (напруги стабілізації стабілітрона) опір VD1 дуже велике (як у будь-якого діода, включеного в зворотному напрямку) і він не впливає на вихідну напругу. Якщо Uвx перевищує Ucт виникає оборотний пробій стабілітрона і його зворотне опір змінюється так, що напруга на VD1 залишається стабільним і рівним Ucт при значному зміні вхідної напруги (за умови, що Uвx завжди більше ніж Ucт).
На малюнку 5.3.4. показана одна з можливих схем мережевого джерела з таким стабілізатором. Недоліком
Рис. 5.3.4. даної схеми є те, що через резистора R1 стабілізатор має значне вихідний опір і, як наслідок, дуже слабкий вихідний струм, який обов'язково повинен бути значно менше струму, що протікає через стабілітрон. Справа в тому, що якщо струм через навантаження буде високий, то опір навантаження просто зашунтірует стабілітрон і спільно з резистором R1 утворює...
