Рис. 29. Функциональная схема выпрямителя

<Ц1

транить. Для этого на выходе выпрямителя устанавливают сглаживающий фильтр Ф, элементы которого оказывают разное сопротивление переменному и постоянному току. В результате на выходе фильтра получается напряжение и= практически постоянного тока.

Для определения уровня пульсаций определяют коэффициент пульсацией Ро на выходе выпрямителя: Po=IJ„/Ub, где и Ив-соответственно напряжение пульсаций и постоянное напряжение на выходе выпрямителя; Коэффициент пульса)днй на выходе фильтра P = U„/U=, где и U= - напряжение пульсаций и постоянное напряжение на выходе фильтра. Чем меньше коэффициент Р, гем лучше выпримлено напряжение. К примеру, значение Р для сетевых радиоприемников, высококачественных усилителей звуковой частоты н других подобных устройств не должно превышать 0,001 ... 0,005.

Сглаживающие свойства фильтра оценивают коэффициентом сглаживания! Кс, показывающим, во сколько раз коэффициент . пульсаций Р на выходе фильтра меньше коэффициента пульсаций Ро на его входе, т. е. на выходе выпрямителя: Ко = Ро/Р. В отдельных случаях для ловышения Ко применяют двухзвенный фильтр, т. е. к имеющемуся фильтру добавляют еще одну ячейку, состоящую из дросселя и конденсатора. В этом случае общий коэффициент сглаживания будет равен произведению коэффициентов Кс каждого фильтра.

Принципиальные схемы выпрямителей выбираются как по техническим показателям (необходимые значения напряжения, тока, мощности), так и по экономическим соображениям (стоимость радио- и прочих деталей). В массовой радиоэлектронной аппаратуре широко используют однополупериодные и двухпо-лупериодные выпрямители, мостовые, а также выпрямители с у.множеиием напряжения.

Рассмотрим практические схемы выпримителей с трансформатором. К качестве трансформатора используем выходной трансформатор кадровой развертки (ТВК) от унифицированных черно-белых телевизоров «Рубин», «Темп»» и т. д. Можно применить также выходной трансформатор звука от любого лампового телевизора или радиоприемника. Если на обмотку с меньшим числом витков (назовем ее первичной) подать переменное напряжение 6,3, взятое от осциллографа (гнезда Х8, Х9), то на концах обмотки с большим числом витков (вторичной) появится напряжение 40... 60 В. Использование при экспериментах с выпрямителями этого относительно небольшого иапряжеииз удобно с точки зрения техники безопасности. Во всех фильтрах используется дроссель от любого лампового радиоприемника. Иногда, однако, более выгодно установить вместо дросселя резистор сопротивлением 400... 500 Ом, мощностью 2 Вт.

Для оценки различных схем выпрямления, проверяемых радиолюбителем;, целесообразно составить таблицу сравнительных данных. В таблице следуег записать характерные параметры выпрямителей, например отношение переменного напряжения, подлежащего выпрямлению, к постоянному напряжению на выходе фильтра. Представляют интерес и частота пульсаций в различных

выпрямителях, коэффициент пульсаций на входе и на выходе фильтра, общее число радиодеталей в различных выпрямителях с фильтром. По данным таблицы можно будет выбрать вариант выпримителя для того или иного радиоустройства, конструируемого радиолюбителем.

Однополупериодная схема. На рис. 30,а изображена принципиальная схема однополупериодного выпрямителя с фильтром. Напряжение со вторичной •обмотки трансформатора Т1 через резистор R1 поступает на диод VD1. Вы-примленное напряжение Ъв выделяется на конденсаторе С1. Для сглаживания пульсаций используется фильтр, состоящий из дросселя L1 и конденсатора С2. К выходу фильтра подключен резистор нагрузки R2. Резистор. R1, называемый балластным i(5... 10 Ом), устанавливается -иногда для ограничения импульса тока, проходящего через диод в момент включения выпрямители. При отсутствии резистора возможен пробой диода VD1 первым же большим импульсом тока. В рассматриваемом случае установка этого резистора необязательна, так как в выпрямителях с небольшим выпрямленным напряжением импульсный ток через диод достаточно ограничен сопротивлением обмотки трансформатора. Балластное сопротивление не требуется и лри использовании в выпрямителе селеновых столбов, поскольку их внутреннее сопротивление достаточно велико, что снижает импульс тока.

Выпрямитель работает следующим образом. Под действием положительных полуволн переменного напряжения вторичной обмотки трансформатор.э Т1 через диод VD1 проходит пульсирующий ток. Конденсатор С1, заряжаясь импульсами тока, накапливает электрическую энергию. На нем растет выпрям-.ленное напряжение Ub. Поскольку емкость конденсатора велика, ои не успевает разрядитьси за время между импульсами тока, и поэтому напряжение на конденсаторе при отсутствии нагрузки достигает максимального значения непременного напряжения, имеющегося на вторичной обмотке, и сохраняется на этом уровне, пока выпрямитель включен. Несмотря на импульсный характер -тока, проходящего через диод, напряжение на выходе выпрямителя благодаря

----<-

1 10 то гоо c.mkw

2 I

И2, кОм

Рис. 30. Схема однополупериодного выпрямителя:

-а - принципиальная схема; б - зависимость выходных напряжений от емкости коидеисато-

ров фильтра; в - нагрузочная характеристика

накопительному иействию конденсатора С1, оказывается не импульсным, а сглаженным. Оставшиеся пульсации выпрямленного напряжения подавляются дросселем L и конденсатором С2. Сопротивление дросселя переменному току (пульсациям) значительно (обычно 1... 10 кОм), в то же время для постоянной составляющей выпрямленного тока (дли постоянного тока) его сопротивление оказывается в 10... 20 раз меньшим. Таким образом, пульсации после-дросселя будут сильно ослаблены, тогда как постоянная составляющая пройдет через дроссель без заметного ослабления. Конденсатор С2, наоборот, J представляет собой почти нулевое сопротивление для пульсаций. Поэтому иа = конденсаторе С2 пульсации практически полностью отсутствуют и на выходе фильтра имеется только напряжение постоянного тока.

!Как уже говорилось, диод VD1 пропускает ток только при положительной полуволне напряжения на верхнем по схеме конце обмотки П. При отри-; цательной полуволне диод не может пропускать ток, однако в этот момент к его выводам будет приложено напряжение, равное сумме напряжения на конденсаторе С1 и максимального значения напряжения обмотки П. Это напряжение, различное для разных выпрямлений, называется обратным напряжением диода. Оно обычно превышает напряжение иа вторичной обмотке трансформатора, что до.чжно быть учтено при выборе диода. Доп)гстимое обратное напряжение указывается в паспорте, прилагаемом к диоду. В однопОлупериодном * выпрямителе обратное напряжение почти в 3 раза превышает выпримленное. к Поэтому в качестве диода VD1 можно использовать выпрямительный диод с у обратным напряжением не менее 150 В. При токах нагрузки, не превышающих 5... 10 мА, вместо дросселя можно применять резистор сопротивлением от 500 Ом до 5 ... 10 кОм. Такой фильтр значительно дешевле, чем с катушкой индуктивности, меньше он и по размерам. Выпрямитель провериют в следующем порядке. К выводам первичной обмотки трансформатора Т1 от гнезд Х7 и Х8 осциллографа подводится переменное напряжение 6,3 В. Осцидчограф-подготавливают для измерения напряжения переменного тока. Измеряют напряжение Uo на вторичной обмотке (точка 1). Затем определяют напряжение пульсаций и на конденсаторе С1 (точка 2). После этого измеряют выпрямленное напряжение иа конденсаторе С1. Для этого переключатель SA1 переводит в положение «Пластины», а измеряемое напряжение подают на гнездо

LX2. Поскольку на конденсаторе имеются и переменное и постоянное напряжения, то измерение постоинного напряжения выполняют следующим образом к Переключатель SA4 переводят в положение «Вход X». На экране будет вертикальная линия, поскольку переменная составляющая напряжения на конденсаторе С1 отклоняет вверх и вниз луч ЭЛТ. Отключив входной кабель от конденсатора, устанавливают точку на экране на деление, принимаемое за ноль. Затем входной кабель присоединяют к конденсатору С1. На экране появляет-си вертикальная линия, центр которой отмечают на шкале. Подсчитав число-дсчений между центром линии и нулевым делением и зная цену одного деления, определенную заранее, находят значение постоянного напряжения Ub иа конденсаторе С1.

Затем подсчитывают коэффициент пульсаций Ро иа выходе выпрямителя (иа конденсаторе С1), измеряют напряжение пульсаций U и выпрямленное i напряжение U= (точка 3) на выходе фильтра, определяют коэффициент пуль- г саций Ро иа конденсаторе С2, коэффициент сглаживания К и отношение I Uc/U=. После этого увеличивают последовательно в 10, 100 и 200 раз емкость-