Электроника шаг за шагом [Практическая энциклопедия юного радиолюбителя]

Если взять два однополупериодных выпрямителя, включить в них диоды таким образом, чтобы они пропускали ток поочередно, и затем выпрямленный ток от каждого из них направить в общую нагрузку, то получится двухполупериодный выпрямитель (Р-169;2). Благодаря такому остроумному схемному фокусу ток по нагрузке будет протекать без пауз, частота пульсаций станет в два раза выше и составит уже 100 Гц, а постоянная составляющая увеличится до 64 % от амплитуды. Все это, конечно, достоинства: в двухполупериодной схеме заданное постоянное напряжение можно получить при меньшем переменном, а пульсации с более высокой частотой легче сгладить конденсатором, фильтрам легче отводить от нагрузки переменную составляющую. Ну, а плата за эти достоинства — усложнение схемы: теперь в ней, по сути дела, два выпрямителя вместо одного.

Существуют две разновидности двухполупериодных схем. Для одной нужно иметь два вентиля, например два полупроводниковых диода, и две отдельные вторичные обмотки в силовом трансформаторе. Обычно их, правда, выполняют в виде одной обмотки с отводом от средней точки и при этом автоматически получается нужная полярность напряжения, подводимого к диодам: когда на конце одной обмотки (или, точнее, одной секции) «плюс» относительно средней точки, на конце другой — «минус» и когда один диод пропускает ток, второй не пропускает. Во время следующего полупериода полярность напряжения на вторичной обмотке меняется: меняются местами «плюс» и «минус», и тот диод, который пропускал ток, оказывается закрытым, а тот, что не пропускал, — открытым (Р-169;2). Каждая половинка вторичной обмотки трансформатора для такой схемы должна давать расчетное напряжение, необходимое для выпрямителя, а вся обмотка — удвоенное напряжение.

В мостовой схеме (Р-169;3) двухполупериодное выпрямление получается без двух отдельных переменных напряжений, для мостовой схемы достаточно иметь одну вторичную обмотку. Но за это приходится платить двумя дополнительными диодами — в мостовой схеме их 4, а не 2. Если разобраться в начертании мостовой схемы, то окажется, что в ней просто найден такой способ включения диодов, при котором ток через нагрузку при любой полярности напряжения на вторичной обмотке идет в одну и ту же сторону.

В выпрямителях блока питания используют плоскостные диоды (Т-136; С-14), хотя при небольших токах вполне могут подойти и точечные. Диоды подбирают по величине постоянного тока, который должен давать выпрямитель, и по обратному напряжению (Т-134), которое для страховки всегда считают равным удвоенной амплитуде переменного напряжения на вторичной обмотке. Это, однако, еще не означает, что выпрямленное напряжение действительно получается равным амплитуде переменного напряжения, хотя такое в принципе возможно.

Т-284. Фильтр выпрямителя сглаживает пульсации и, кроме того, влияет на величину выпрямленного напряжения. Чтобы отвести от нагрузки переменную составляющую, сгладить пульсации напряжения, которое подводится к нагрузке, после диодов включают фильтр, обычно из конденсаторов и резистора (Р-170;1,3), реже из конденсаторов и дросселя (Р-170;2). Элементы фильтра выбираются исходя из известных соотношений — чем больше емкость конденсаторов С_ф1С_ф2, тем лучше, тем большая часть переменных составляющих замыкает через них и меньшая часть идет в нагрузку. И чем больше сопротивление резистора R_ф, тем труднее переменным составляющим пробраться в нагрузку. Есть, правда, такое ограничение: чем больше сопротивление R_ф, тем большая часть постоянного напряжения на нем теряется.

Р-170

Здесь, наверное, уместно напомнить, что нагрузка выпрямителя R_н — это вся электронная схема, которую он питает, например коллекторные цепи всех транзисторов или анодные цепи всех ламп. То есть нагрузка R_н — это не резистор, а некий условный элемент, само его сопротивление зависит от тока, который потребляется от выпрямителя: чем больше этот ток, тем сопротивление нагрузки меньше, тем, как принято говорить, сильней нагружен выпрямитель. Что касается сопротивления фильтра R_ф, то по нему проходит весь выпрямленный ток, и нужно, чтобы этот ток не создавал на R_ф слишком большого напряжения.