Коэффициент пульсации выпрямителя

Выпрямители обладают на выходе абсолютно различными коэффициентами пульсаций. Чем выше чувствительность подключаемого к выпрямителю устройства, тем пульсации должны быть ниже, а коэффициент пульсаций меньше.

Существует несколько схем выпрямителей:
• однополупериодные;
• двухполупериодные, выполненные по схеме со средней точкой;
• двухполупериодные мостовые;
• трехфазные.

Кроме применяемой схемы, на пульсации выходного напряжения большое влияние оказывает рабочая частота выпрямителя. Чем она выше, тем меньше в конечном результате будут пульсации.

Свойства различных схем выпрямителей

Самые большие пульсации наблюдаются на выходе однополупериодного выпрямителя, работающего на частоте промышленной сети – 50 Гц. Эта схема начисто срезает каждую вторую полуволну из периода, поскольку для ее осуществления используется только один диод.

Однако однополупериодное выпрямление сигнала получило большое распространение в импульсных выпрямителях напряжения, так как для получения необходимого уровня напряжения там используется сигнал высокой (до 200-300 кГц) частоты. Поскольку на выходе выпрямителя традиционно установлен конденсатор очень большой емкости, а время между периодами минимально, пульсации также не выходят за допустимый техническими условиями предел.

Двухфазные – мостовая и со средней точкой – схемы с точки зрения пульсаций имеют совершенно одинаковые значения. В таких выпрямителях используются обе полуволны периода. Как только напряжение одной полуволны доходит до нуля, в следующий момент начинается его подъем благодаря нарастанию второй полуволны.

Трехфазная сеть состоит из трех сдвинутых относительно друг друга на 120º фаз. Благодаря этому, даже в случае выпрямления только одним полупериодом, на выходе такого выпрямителя просто нет момента, при котором напряжение равно нулю. Что же касается двухполупериодного выпрямления такого тока, то даже без применения каких-либо дополнительных мер пульсации имеют довольно невысокий уровень.

Дополнительные элементы, позволяющие снизить пульсации

Самым простым способом, позволяющим значительно уменьшить коэффициент пульсаций выпрямителя, является установка конденсатора параллельно его выходу. При нарастании напряжения часть тока идет в нагрузку, а другая заряжает конденсатор. За счет частичного разряда конденсатора, отдающего энергию в нагрузку, во время спада полуволны напряжение на выходе выпрямителя не успевает дойти до нуля (или нижнего значения в случае использования трехфазного выпрямителя), за счет чего пульсации значительно уменьшаются.

Существует еще несколько способов уменьшения коэффициента пульсаций выпрямителя. Они применяются каждый для своих конкретных случаев и позволяют достичь очень неплохих результатов.