Вопрос 2. Однофазный однополупериодный выпрямитель

Однофазный однополупериодный выпрямитель содержит один вентиль VD, включенный в цепь вторичной обмотки трансформатора Т последовательно с нагрузкой R _н (рис.4.2,а). Временные диаграммы напряжений и токов, поясняющие работу выпрямителя на активную нагрузку без фильтра, представлены на рис.4.2,б. В первый полупериод напряжения вторичной обмотки трансформатора u ₂= , когда оно положительно, диод VD открыт, т.к. на его аноде действует положительный потенциал. На этом интервале времени (0 - T/2) через нагрузку будет протекать ток , являющийся для диода прямым током. При этом u _в= 0, u _н= u ₂= . На втором полупериоде напряжение u ₂ становится отрицательным, и диод закрывается под действием отрицательного потенциала на аноде диода. На этом интервале времени (T /2 - T) i _н=0, u _н=0, напряжение на вентиле u _в= u ₂= будет являться обратным напряжением диода.

В результате такой работы вентиля ток через нагрузку будет протекать в течение только одного полупериода переменного напряжения u ₂ и вызывать на нагрузке периодическое несинусоидальное напряжение u _н, среднее значение которого может быть определено

.

Средний ток через вентиль I _пр равен среднему току нагрузки I _пр= I _н.

Максимальное напряжение на закрытом вентиле

Действующее значение напряжения вторичной обмотки трансформатора

Действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора

Расчетная мощность трансформатора

Недостатками однополупериодного выпрямителя являются большой уровень пульсаций выпрямленного напряжения, вынужденное намагничивание сердечника трансформатора за счет постоянной составляющей тока вторичной обмотки, плохое использование трансформатора (S_Т = 3,5P_н), низкие коэффициенты использования вентилей (K _I= I _в.max/ I _н= p, K _U= U _обр.max/ U _н= p), малый КПД выпрямителя h=0,481.

Однополупериодные выпрямители применяются для питания маломощных усилителей, электронно-лучевых трубок и в высоковольтных установках для испытания изоляции.