Мостовая схема выпрямления (рис. 113, а) состоит из силового трансформатора Тр с двумя обмотками и четырех вентилей B1 — В4, соединенных по схеме моста. Одна диагональ моста подсоединена ко вторичной обмотке силового трансформатора, другая диагональ — к нагрузке Rн.
![]() |
При включении первичной обмотки трансформатора в сеть во вторичной обмотке возникает переменная э. д. с. еII. Во время положительного полупериода, когда точка 1 имеет более высокий потенциал, чем точка 2, в цепи вентилей В1 и В3 (точка 1, В1, В2, точка 2) пройдет полуволна тока (рис. 113, б). К вентилям В2 и В4 при этом приложено обратное напряжение, они заперты. Во время следующего полупериода пройдет полуволна тока в цепи вентилей В1 и В4 (точка 2, В2, В4 точка1); вентили В1 и В3 заперты. Рис. 113. Мостовая однофазная схема выпрямления (а) и временные диаграммы токов и э. д. с. (б). |
Таким образом, мостовая схема представляет собой схему двухполупериодного выпрямления. Конец диагонали моста с соединенными катодами вентилей является положительным полюсом выпрямителя, а конец диагонали моста с соединенными анодами — отрицательным полюсом выпрямителя. Если напряжение сети соответствует величине заданного напряжения, которое должно быть приложено к мосту, то мостовая схема может включаться в сеть переменного тока без трансформатора.
Отличие мостовой схемы выпрямителя от рассмотренной ранее двухполупериодной схемы заключается в следующем:
- а) вторичная обмотка не имеет вывода от средней точки;
- б) выпрямленный ток протекает по всей вторичной обмотке в течение обоих
полупериодов то в одном, то в другом направлении, поэтому отсутствует
намагничивание
сердечника трансформатора; - в) для получения такого же выпрямленного напряжения, как и от двухполупериодной схемы с выводом средней точки трансформатора, для вторичной обмотки в мостовой схеме требуется в 2 раза меньшее число витков;
- г) токи вторичной и первичной обмоток — синусоидальны, поэтому расчетные
мощности обмоток одинаковы:
(205)
т. е. габаритная мощность примерно на 20% ниже габаритной мощности трансформатора с выводом средней точки; - д) обратное напряжение меньше. Действительно, напряжение вторичной обмотки приложено к двум парам последовательно включенных вентилей (один из которых открыт, а другой закрыт).
Поэтому обратное напряжение, приложенное к одному из последовательно включенных вентилей, равно напряжению на вторичной обмотке трансформатора, уменьшенному на величину прямого падения напряжения на другом, последовательно включенном, вентиле:
EmII = Uобр + Uпр
Если пренебречь прямым падением напряжения по сравнению с обратным, то получим
в то время как в однополупериодной и двухполупериодной схемах, рассмотренных ранее, напряжение Uобр = 3,14 Uср, в 2 раза больше, чем в мостовой схеме выпрямления.
Частота пульсации и коэффициент пульсации во всех схемах одинаковы.
При сравнительном анализе схем следует учесть, что в мостовой схеме выпрямления, однако, используются четыре вентиля, а не два, как это имело место в двухполупериодной схеме с выводом средней точки. Если в качестве вентилей использовать приборы с накаливаемыми катодами, то потребуется минимум три макальных обмотки, что резко удорожает и усложняет конструкцию.
Поэтому в мостовых схемах выпрямления для повышения к. п. д. установки целесообразно применять безнакальные вентили с малым внутренним сопротивлением. Мостовые схемы выпрямления изготовляют мощностью, не превышающей 1 квт. Выпрямленное напряжение может быть очень большим (вплоть до десятков тысяч вольт).