Выпрямители

Выпрямители – устройства, трансформирующие переменный ток или напряжение в постоянный. По способу преобразования исходного тока различают однополупериодные и двухполупериодные приборы. В первых используется только положительная составляющая синусоиды, их целесообразно использовать при малом напряжении. Чаще применяются двухполупериодные ламповые или полупроводниковые преобразователи.

Структурная схема выпрямителей

Основные составляющие преобразующих устройств: трансформатор, вентильные элементы (проводят ток только в одну сторону), сглаживающий фильтр. Вентили используются ламповые (редко) или полупроводниковые. Базовые схемы двухполупериодных вентильных приборов: со средней точкой и мостовая (различные варианты). Приборы, на вход которых подается импульсный ток, оснащаются ВЧ-инвертором, а трансформатор в них отсутствует.

При одинаковом выходном напряжении трансформатор преобразователя со средней точкой будет иметь больше витков обмотки, что приводит к значительному увеличению его габаритов. При использовании такой схемы  входное напряжение должно быть увеличено в два раза. В мостовых преобразователях применяется больше диодов, но они обладают меньшими потерями энергии, благодаря чему более популярны.

Ток на выходе выпрямителя имеет характерные спады и подъемы. Для их сглаживания применяются специальные фильтры, они могут иметь различную конструкцию, чаще всего схема состоит из катушки индуктивности и емкости. В современных устройствах дроссели используются редко, они заменены стабилизаторами напряжения.

Свойства выпрямителей

Выпрямители различаются по своей конструкции: используются различные схемы, сглаживающие фильтры, вентильные элементы. По типу питания преобразовательные устройства подразделяются на однофазные и трехфазные, некоторые из них обладают свойством умножать напряжение, что особенно важно для промышленных приборов. Преобразователи, вентильные устройства которых состоят из транзисторов или тиристоров, могут быть управляемыми – с регулируемым выходным напряжением. Основные параметры выпрямительных устройств:

• Сетевое напряжение переменного тока, подаваемое на вход выпрямителя. В однофазной сети оно составляет 220 В±10%, в трехфазной – 380 В±10%.
• Номинальное U постоянного тока на выходе выпрямителя – усредненное выпрямленное напряжение.
• Номинальный выходной ток.
• Нестабильность выходного напряжения (отклонение от номинального).
• Частота пульсаций.
• Коэффициент пульсаций.

По мощности различают маломощные аппараты (до 100 Вт), устройства средней мощности (до 100 кВт) и большой (от 100кВт и выше).

Применение выпрямителей

Преобразователи используются для снабжения электропитанием бытовой техники и сложных промышленных приборов. Самые простые – устройства для зарядки мобильных телефонов. Сложные промышленные приборы применяются для обеспечения функционирования электростанций, подстанций, электротранспорта и других целей. Они могут иметь значительные габариты и массу. В зависимости от технических характеристик потребляющего устройства схема выпрямителя может содержать защитные устройства, элементы управления, вентиляции и прочие.