питант

Рис. 11. 1. Источник питания с нагрузкой, содержащей источник перемевного тока.

вых I

через источник питания переменную составляющую тока нагрузки

Основными характеристиками источника питания являются:

а) нагрузочная характеристика

-зависимость постоянной составляющей выходного напряжения t/ от постоянной составляющей тока нагрузки 4;

б)-амплитудно-частотная \ него выходного сопротивления ляющей тока нагрузки й) ;

в) фазо-частотная Фвых(*н)-зависимость аргумента ф ного сопротивления от частоты © ;

г) переходная - временная зависимость изменения напряжения на нагрузке Ди {/), вызванного скачком тока в виде единичной ступени А/ [1], или

д () = д/Л1] ых(0;

учитывая, что величина скачка Дг [1] равна единице, переходную характеристику напряжения Ди () для удобства заменяют переходной характеристикой выходного сопротивления

(й) )-зависимость модуля внутрен-вых I от частоты переменной состав-выход-

a hW .

д) характеристика пульсаций - зависимость амплитуды пульсации та выпрямленного напряжения от постоянной составляющей тока нагрузки.

§ 11.2. Параметры выпрямителя

Однотактный выпрямитель. Определение параметров выпрямителя удобно начать с анализа работы однотактного выпрямителя с нагруз-

кой, состоящей из сопротивления параллельно (рис. 11.2).

/?, и емкости С соединенных

мен и, например действующие лампы усилителя. Поэтому ток г , потребляемый нагрузкой, изменяется во времени и содержит постоянную /и и переменную г , составляющие, причем г = / 4-< .. Следовательно, напряжение на нагрузке также содержит переменную составляющую даже в том случае, когда эдс источника строго неизменна:

и = вых- ивых = + н-

Для облегчения расчетов пульсации, происходящей из-за колебаний тока нагрузки, последнюю удобно представлять в виде омического сопротивления /? и генератора тока, продвигающего

Без заметного ущерба для точности расчетов анодную характеристику диода обычно можно идеализировать, заменяя ее прямой линией, угол наклона которой отражает некоторое среднее внутреннее сопротивление вентиля Внутренним сопротивлением источника переменной эдс можно считать сопротивление обмоток трансформатора:

?хр = Гп + Я%

где n - wjw-коэффициент трансформации, г, и г - сопротивления первичной и вторичной обмоток трансформатора. Сопротивления R-

и целесообразно объеди-4 нить в одно

а -о-

сопротивление /?, = + /?.,р. Обратное сопротивление диода будем полагать бесконечно большим.

Предположим сначала, что емкость конденсатора С, бесконечно велика. Тогда напряжение на нагрузке /?, не пульсирует и равно и =£4. Ток через диод проходит только в то время, когда потенциал анода диода (точка б на рис. 11.2) больше потенциала катода, т. е. ag= £ соз > f4- времени проводимости вентиля соответствует некоторый угол, половина которого называется углом отсечки, анодного тока 6, причем

Рис. 11.2. Схема однотактного выпрямителя.

cos 9 = -fr

(11.1)

Если емкость конденсатора С, недостаточно велика, то вследствие разряда конденсатора через сопротивление /?, напряжение на емкости понижается, пока вентиль закрыт, и повышается в течение времени проводимости вентиля - появляется пульсация напряжения (рис. 11.3,6). Углы отсечки получаются неравными, а импульс тока вентиля оказывается немного опережающим анодное напряжение.

В момент отрицательного амплитудного значения эдс е, обратное напряжение на диоде максимально: ogp=t/ojp.

Расчет среднего тока диода можно производить, пренебрегая величиной пульсаций, которые в практических схемах обычно невелики. Из рис. 11.2 и 11.3, а нетрудно усмотреть, что

= i!(sine-ecos8).

(11.2)

(11.3)

;?о tge-9-

При помощи формулы (11.3) рассчитаны зависимости 9 и cos 9 от отношения RJR, которые изображены на рис. 11.4; эдс £ необходимую для получения заданного напряжения на катодах диодов, вычисляют по формуле (11.1), находя величину COS0 из графика.

Выходным сопротивлением Rgg между катодом диода и нулевым проводом является среднее за период сопротивление цепи диода:

J 1 J Г J

вж 0 сред 2я J Ro

(11.4)

Рис. 11.3. Кривые напряжений и токов при емкостной нагрузке диода.

Активная входная мощность, расходуемая в цепи диода и нагрузки, определяется интегралом

вх = Krnw COS (at ddit = J (cos (0 - COS 9) COS (at d(sd. 0

Можно полагать, что эта мощность расходуется в некотором действующем входном сопротивлении цепи диода R, т. е.

вх - 2;?,

(11.5)

После умножения обеих частей этого равенства на сопротивление нагрузки и деления на в результате преобразований получается формула для определения угла 9 в зависимости от отношения сопротивлений