Circuito raddrizzatore a ponte monofase

La rettifica è qui considerata come il processo di conversione della corrente alternata in corrente continua per mezzo di elementi elettrici che conducono corrente prevalentemente o esclusivamente in una direzione. Tali oggetti- diodi a semiconduttore — rappresentano una bassa resistenza quando la corrente scorre in una direzione; molto grande - quando la corrente scorre nella direzione opposta.

Un raddrizzatore ideale ha resistenza zero nella direzione in avanti e resistenza infinita nella direzione inversa ed è un interruttore che apre e chiude un circuito quando la polarità della tensione cambia.

In un circuito a ponte monofase, una sorgente di tensione alternata (avvolgimento secondario del trasformatore) è collegata a una delle diagonali del ponte e il carico è collegato all'altra.

Nel circuito a ponte, i diodi funzionano in coppia: durante metà del periodo della tensione di rete, la corrente scorre dall'avvolgimento secondario del trasformatore lungo il circuito VD1, RH, VD2 e durante il secondo semiperiodo - lungo il circuito VD3, RH, VD4 e in ogni semiciclo la corrente scorre attraverso il carico in una direzione, il che garantisce il raddrizzamento.La commutazione dei diodi avviene nei momenti in cui la tensione alternata attraversa lo zero.

Fico. 1. Circuito raddrizzatore a ponte monofase

I diagrammi di temporizzazione per il circuito a ponte sono mostrati in Figura 2.

In un circuito a ponte, in ogni semiciclo, la corrente scorre simultaneamente attraverso due diodi (ad esempio, VD1, VD2), quindi le dipendenze temporali di correnti e tensioni apparterranno a coppie di valvole. Tensione di uscita media del raddrizzatore

dov'è u2 il valore effettivo della tensione alternata all'ingresso del raddrizzatore.

Il valore efficace della tensione alternata (corrente) è il valore della tensione (corrente) costante che sviluppa in una data resistenza attiva la stessa potenza del valore considerato della tensione alternata (corrente).

Riso. 2. Diagrammi temporali di funzionamento di un circuito raddrizzatore a ponte monofase: u2 — curva della tensione alternata all'ingresso; iV1, iV2 — curva corrente di diodi VD1 e VD2; uV1, uV2 — tensione dei diodi VD1 e VD2; iV3, iV4 — curva corrente di diodi VD3 e VD4; uV3, uV4 — tensione dei diodi VD3 e VD4; in — carica la curva della corrente; un — curva della tensione di carico

Tensione RMS all'ingresso del raddrizzatore

Il valore medio della corrente attraverso il diodo è la metà del valore medio della corrente di carico Id:

Il valore massimo della corrente che scorre attraverso il diodo

Valore di corrente RMS del diodo

Valore efficace della corrente alternata all'ingresso del raddrizzatore

Massima tensione inversa del diodo nella parte non conduttiva del periodo

La tensione di carico è costituita dalla tensione secondaria semisinusoidale del trasformatore una dopo l'altra.Dopo l'espansione di Fourier, una tensione di questa forma può essere rappresentata nella forma

L'ampiezza dell'armonica fondamentale della tensione rettificata con frequenza 2?

quindi, il fattore di ondulazione della tensione raddrizzata

Rapporto di trasformazione del trasformatore

Potenza degli avvolgimenti primari e secondari del trasformatore della valvola

Potenza nominale del trasformatore

Si possono notare gli svantaggi di un circuito a ponte monofase: un numero maggiore di diodi e il flusso di corrente in ogni semiciclo attraverso due diodi contemporaneamente. Quest'ultima proprietà dei raddrizzatori a ponte monofase riduce la loro efficienza a causa della maggiore caduta di tensione attraverso le strutture delle valvole a semiconduttore. Ciò è particolarmente evidente nei raddrizzatori a bassa tensione che funzionano a correnti elevate.

Nonostante i noti svantaggi, il circuito a ponte del raddrizzatore è ampiamente utilizzato nella pratica in raddrizzatori monofase di diversa potenza.