ОДНОФАЗНЫЙ ДВУХПОЛУПЕРИОДНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ
SINGLE-PHASE FULL-WAVE RECTIFIER

Изобретение относится к области электротехники, в частности преобразовательной техники, и может быть использовано при проектировании вторичных источников электропитания различного назначения.
Известны и широко применяются всего две схемы однофазных выпрямителей - мостовая и двухполупериодная со средней точкой [1-4].
пр
Мостовой выпрямитель имеет низкий коэффициент превышения расчетной мощности трансформатора (k=1,11), однако при низком выходном напряжении у него неприемлемо низкий КПД и большие объем и масса диодов с теплоотводящими радиаторами, вследствие того, что в нем последовательно с нагрузкой включены два диода.
пр
Двухполупериодный выпрямитель со средней точкой имеет более высокий КПД и вдвое меньшие объем и массу диодов с теплоотводящими радиаторами, т.к. в нем последовательно с нагрузкой включен один диод. Существенным недостатком двухполупериодного выпрямителя является высокий коэффициент превышения расчетной мощности трансформатора (k=1,34), его значительно большие объем и масса, чем у мостового выпрямителя.
Двухполупериодный выпрямитель со средней точкой, описанный в [1, 2], является наиболее близким к предлагаемому устройству техническим решением, которое принято за прототип. Недостатком этого выпрямителя является большая габаритная мощность трансформатора и, следовательно, большие объем и масса.
пр
В предлагаемом устройстве решается задача уменьшения амплитуды импульсов тока, протекающего через диоды и обмотки трансформатора, что обеспечивает уменьшение потерь мощности в диодах, повышение КПД выпрямителя и уменьшение габаритной мощности трансформатора (k<1,20). Вследствие этого предлагаемый выпрямитель имеет меньшие объем и массу трансформатора и комплекта диодов с теплоотводящими радиаторами. Для достижения технического результата в однофазный двухполупериодный выпрямитель со средней точкой, содержащий трансформатор, два прямых диода и первый дроссель фильтра, введены второй дроссель фильтра и два обратных диода, каждый прямой диод подключен к нагрузке через собственный дроссель фильтра, а каждый обратный диод включен между катодом прямого диода и средней точкой выпрямителя.
На фиг. 1 представлена схема предлагаемого однофазного двухполупериодного выпрямителя со средней точкой. Выпрямитель содержит трансформатор 1 с первичной и вторичной обмоткой, состоящей из двух полуобмоток 2, 3, два прямых диода 4, 5, два обратных диода 6, 7 и два дросселя фильтра 8, 9. Аноды прямых диодов 4, 5 подключены к свободным выводам полуобмоток 2, 3 вторичной обмотки трансформатора 1. В катодную цепь каждого из прямых диодов 4, 5 включен собственный дроссель фильтра 8, 9, другие выводы дросселей фильтра подключены к нагрузке 10. Катод каждого обратного диода 6, 7 соединен с катодом одного из прямых диодов 4, 5, а аноды обратных диодов 6, 7 подключены к средней точке выпрямителя.
Устройство работает следующим образом.
пр
В течение положительного полупериода питающего напряжения на соответствующей полу обмотке 2 (3) трансформатора 1 прямой диод 4 (5) включен и проводит ток, а обратный диод 6 (7) - закрыт. При отрицательном полупериоде напряжения на каждой полуобмотке 2 (3) прямой диод 4 (5) закрыт, а обратный диод 6 (7) включен и проводит ток. Вследсвие этого ток нагрузки в течение каждого полуперида питающего напряжения складывается из двух составляющих - основной и дополнительной. Основная составляющая обусловлена положительным напряжением на соответствующей вторичной полу обмотке 2 (3) трансформатора 1 в течение текущего полупериода и протекает через прямой диод 4 (5) и дроссель фильтра 8 (9). Дополнительная составляющая тока нагрузки обусловлена электромагнитной энергией, запасенной в дросселе фильтра 8 (9) в течение предыдущего полупериода, и протекает через обратный диод 6 (7) и дроссель фильтра 8 (9). Значения указанных составляющих тока нагрузки, а также тока вторичных полуобмоток 2 (3) и первичной обмотки и, следовательно, коэффициента превышения габаритной мощности трансфоорматора k, зависят от индуктивности дросселей фильтра. Анализ показывает, что описанный выпрямитель при индуктивности дросселей фильтра, обеспечивающей непрерывность тока, протекающего через их обмотки в течение всего периода питающего напряжения, имеет коэффициент превышения габаритной мощности трансформатора не более 1,20.
Новым в предполагаемом изобретении является введение в известный однофазный двухполупериодный выпрямитель со средней точкой второго дросселя фильтра и двух обратных диодов.
На основании изложенного может быть сделан вывод, что предлагаемое устройство позволяет получить положительный технический эффект.
Изобретение является новым, т.к. при анализе доступных источников информации не выявлено аналогов с подобной совокупностью существенных признаков.
ЛИТЕРАТУРА.
1. Полупроводниковые выпрямители. Под ред. Ф.И. Ковалева и Т.П. Мостковой. - М: Энергия, 1967. - с. 69-79.
2. Розанов Ю.К. Основы силовой преобразовательной техники. - М.: Энергия, 1979. - с. 53-62.
3. Источники вторичного электропитания / С.С. Букреев, В.А. Головацкий, Г.Н. Гулякович и др. Под ред. Ю.И. Конева. - М.: Радио и связь, 1983. - 280 с.
4. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры: Справочник / Г.С. Найвельт, К.Б. Мазель, Ч.И. Хусаинов и др.: Под ред. Г.С. Найвельта. - М.: Радио и связь, 1986. - с. 136-143.