Классификационная схема и определение параметров диодов

Паспортные данные о допустимых нагрузках вентилей по току и напряжению обычно относятся к однополупериодной схеме выпрямления.

Цепь включается под действием переменного синусоидального напряжения. В течение отрицательного полупериода вентиль заперт, и через него проходит незначительный ток, которым в данном случае можно пренебречь. В начале положительного полупериода, когда напряжение превысит пороговое, вентиль становится проводящим. При относительно больших значениях амплитуды напряжения можно пороговым значением напряжения пренебречь. Тогда за начало проводимости вентиля принимаем момент перехода напряжения через нуль. При длительности прохождении тока, равной одному полупериоду, т.е. углу π, среднее значение тока необходимо определять за весь период

Рис..1.9

. Среднее значение тока вычисляется по формуле.

I_d= ѕіпωtdωt= =

Кроме величины выпрямленного тока, необходимо, при определении потерь в вентиле в проводящем состоянии, знать действующее значение тока.

Его можно вычислить:

I=

I_m=3,14I_d

I=1,57I_d

Важным показателем является U_обр при выборе диода. По приведенной схеме (рис.19.) оно будет наибольшим, ибо определяется отрицательной полуволной напряжения. Однако в паспорте вентиля есть сведения, относящиеся к прямоугольной форме тока. Такая форма тока возникает в одполупериодной схеме выпрямления при добавлении в схему сглаживающего дросселя и второго шунтирующего вентиля рис.1.10.

При L→ ∞ в нагрузке протекает сглаженный ток. При положительной полуволне напряжения ток проходит через Д ₁, а при отрицательной полуволне через Д ₂. В установившемся режиме напряжение на L будет равно разности напряжений U₄₂ на сопротивлении нагрузки и U₃₂ на участке с последовательным соединением R, L.

При чем в положительную полуволну напряжение возрастает, а при отрицательной полуволне напряжение уменьшается. Ток, протекающий через вентиль равен среднему току нагрузки.

Рис.1.10

Особый случай включения вентиля в однофазной схеме выпрямления будет при емкостной нагрузке рис.. 1.11. Это важно при определении обратного напряжения.

В такой схеме емкость служит для формирования кривой напряжения, а сопротивление для ограничения величины тока включения. В течение первой половины положительной полуволны конденсатор заряжается импульсом тока, проходящим через вентиль.

Рис..1.11.

Затем конденсатор разряжается на нагрузочное сопротивление, и напряжение убывает по экспоненте. Обратное напряжение на вентиле показано пунктиром. При отсутствии тока через R₁ будем иметь напряжение на вентиле U₃₄=U₁₂-U ₂₄, которое как видно из

графика будет при отрицательном напряжении питания больше амплитудного напряжения питания. При бесконечно большой емкости падение на нем будет мало и таким образом U _обр будет равно 2U₁₂. Поэтому при емкостной нагрузке U₁₂ должно быть снижено наполовину.

Однако для получения определенных свойств озможно различное соединение диодов.

Возможно, параллельное соединение диодов, на что следует при этом обращать внимание? Необходимо выравнивать прямые ветви вольтамперных характеристик диодов. Это можно выполнять при помощи индуктивности.

Рис..1.12. Паралельное соединение диодов.

Поскольку индуктивность расположена на одном сердечнике, то ЭДС самоиндукции в одной ветви способствует протеканию тока, а в другой препятствует.

Возможно, что Uобр.доп. меньше, чем прилагаемое напряжение. В этом случае необходимо последовательное соединение, при этом необходимо обращать внимание на обратные ветви вольтамперных характеристик.

Рис..1.13. Последовательное соединение диодов

Шунтирование RC дает возможность выравнивать обратные ветви.R₀-статический режим,C ₀-динамический режим