ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 186
Скачиваний: 21
с общим эмиттером, у которой коэффициент усиления'по то ку, напряжению и мощности достаточно высок, а выходное и входное сопротивления имеют сравнительно большие ве личины. Благодаря этим качествам схема с общим эмитте ром получила самое широкое распространение.
Схема с общей базой, обладая наибольшим усилением по напряжению, имеет весьма низкое входное сопротивле ние, не позволяющее полностью использовать ее усилитель ные свойства. Эта схема при усилении напряжений работает наиболее устойчиво и применяется для усиления напряже ний самых высоких частот.
Схема с общим коллектором (эмиттерный повторитель) чаще всего используется в качестве согласующего каскада, при помощи которого большое выходное сопротивление пре дыдущего каскада согласуется с малым входным сопротив лением последующего.
ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
Для работы радиолампы или транзистора на их электро ды необходимо подавать постоянное напряжение опреде ленной полярности. Такое напряжение можно получить от батарей гальванических элементов или аккумуляторов, однако в стационарных условиях целесообразнее использо вать для этого осветительную сеть переменного тока.
Возникает задача преобразования переменного тока в постоянный. Эту задачу решает выпрямительное уст ройство.
СХЕМЫ ОДНОПОЛУПЕРИОДНОГО И ДВУХПОЛУПЕРИОДНОГО ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ
При преобразовании переменного тока в постоянный необходимо прежде всего, чтобы ток через нагрузку проте кал только в одном направлении. Для этого в схеме выпря мителя нужно иметь прибор, обладающий свойством од носторонней проводимости (вентиль). Таким прибором яв ляется полупроводниковый или вакуумный (ламповый) диод.
Схема простейшего выпрямителя показана на рис. 63. В этой схеме трансформатор Тр повышает (или понижает)
109
напряжение питающей сети до требуемой величины, диод Д служит выпрямительным элементом (вентилем), а под ре зистором Ra имеются в виду рабочие цепи усилителя или приемника (цепи анодов и экранирующих сеток), которые потребляют ток от выпрямителя.
Г
Сеть
L
Рис. 63. Схема простейшего |
Рис. 64. Графики, иллюстри- |
однополупериодного выпрями- |
рующие работу однополупериод- |
теля |
кого выпрямителя |
В течение положительного |
полупериода, когда к аноду |
диода приложено положительное напряжение, диод открыт и через него протекает ток. При этом на резисторе R H будет действовать напряжение в положительной по отношению к катоду диода полярности. В течение отрицательного полупериода диод закрыт и напряжение на нагрузке отсутству-
Тр + н |
ет (рис. 64). |
|
|
|
Таким образом, при помо |
||
|
щи такой схемы переменный |
||
|
ток и переменное напряжение |
||
|
преобразуются |
в п у л ь с и |
|
|
р у ю щ и й т о к и п у л ь |
||
|
с и р у ю щ е е |
напряжение. |
|
|
Ток через нагрузку протекает |
||
|
в течение одного полупериода |
||
Рис. 65. Схема двухполупе- |
питающего напряжения, |
поэ |
|
тому такая схема носит |
на |
||
риодного выпрямителя |
звание схемы о д н о п о л |
у - |
|
|
|||
п е р и о д н о г о в ы п р я м и т е л я .
Чтобы ток в нагрузке протекал в течение второго полупе риода, необходим еще один однополупериодный выпрями тель, который должен работать поочередно с первым на одну и ту же нагрузку (рис. 65). В этой схеме в качестве венти лей использованы вакуумные диоды, конструктивно объе диненные в общем баллоне (двуханодный кенотрон). Для на гревания нити накала кенотрона на сердечнике трансфор матора намотана специальная обмотка.
ПО
ß течение положительного полунериода к аноду диода Д1 приложено отрицательное напряжение, он закрыт и ток не пропускает. Диод же Доказы вается открытым, так как на его аноде действует положительное напряжение. Че рез верхнюю половину вторичной обмотки, диод Д2 и нагруз ку R H протекает ток /. В это время на нагрузке действует положительное напряжение.
В течение отрицательного полупериода полярность на пряжений на секциях вторичной обмотки изменяется на про тивоположную и диод Д будет закрыт, а диод Д1, наоборот, окажется открытым. Ток будет протекать через нижнюю половину вторичной обмотки, диод Д1 и нагрузку (в том же направле нии).
Как видно из графика на рис. 66, ток в нагрузке и напряжение на ее концах пульсируют в этом случае с вдвое большей частотой, чем раньше, поэтому их форма прибли жается к постоянному току и посто янному напряжению. Так как в дан ной схеме ток в нагрузке протекает в течение обоих полупериодов, то и сама схема получила название схе
мы д в у х п о л у п е р и о д н о г о в ы п р я м и т е л я . Однако и в схеме двухполупериодного выпрямителя выход ное напряжение (напряжение 1/я, действующее на нагрузке) не является постоянным. В некоторые моменты времени оно достигает некоторой максимальной величины, а в другие моменты времени становится равным нулю (см. рис. 66).
Чтобы сделать это напряжение более постоянным, парал лельно резистору R H подключается конденсатор большой емкости Сф.
Когда через кенотрон протекает ток, конденсатор Сф заряжается и запасает энергию. Когда ток, протекающий через кенотрон, уменьшается и становится равным нулю, конденсатор Сф сам становится источником энергии и созда ет ток через резистор R H, поддерживая напряжение на нем более или менее постоянным (см. нижний график на рис. 66). Пульсации напряжения и тока в нагрузке при этом заметно уменьшаются (происходит «сглаживание» пульсаций).
Включение одного конденсатора оказывается недостаточ ным, пульсации тока еще остаются большими. Для луч-
Ш
шего «сглаживания» пульсаций в схему выпрямителя вводится еще один накопительный элемент в виде катушки индуктивности (сглаживающий дроссель). Одновременно с этим параллельно нагрузке включается второй конденса тор Сф (рис. 67). Совокупность трех элементов схемы, а имен
но: двух конденсаторов и дроссельной |
катушки, |
образует |
так называемый с г л а ж и в а ю щ и й |
ф и л ь т р , |
который |
служит для сглаживания пульсаций выпрямленного тока. В то время, когда через кенотрон протекает большой ток, оба конденсатора и дроссельная катушка заряжаются и за пасают энергию. В то же время, когда ток через кенотрон
Гр
Рис. 67. Схема двухполупериодного выпрямителя с фильтром
уменьшается, катушка и конденсаторы начинают разря жаться, поддерживая ток в нагрузке почти постоянной величины.
Чем больше емкость конденсаторов фильтра и чем больше индуктивность дросселя, тем лучше сглаживаются пульса ции выпрямленного тока. Хороший фильтр доводит пульса ции выпрямленного тока до величины в несколько десятых долей процента. Это означает, что амплитуда переменной составляющей тока, протекающего в нагрузке, будет в нес колько сотен раз меньше величины постоянной составляю щей. Практически емкость конденсаторов фильтра имеет величину порядка 20—іОмкф. Индуктивность дросселя обычно выбирается в пределах 10—20 гн.
Для того чтобы выпрямитель имел возможность работать от сети с различными напряжениями, первичная обмотка трансформатора имеет несколько секций и в зависимости от величины напряжения сети к ней подключается та или другая секция. Иногда первичная обмотка трансформатора содержит две одинаковые секции, которые при помощи специального переключателя соединяются то параллельно, то последовательно друг с другом.
112
МОСТОВАЯ СХЕМА ВЫПРЯМИТЕЛЯ
Двухполупериодная схема выпрямителя со средней точ кой долгое время была основной схемой выпрямителя в при емниках и телевизорах, так как она при относительной прос тоте отличается хорошими качествами. Однако в последнее время в связи с развитием полупроводниковой техники и массового выпуска выпрямительных полупроводниковых диодов получила распространение другая, так называемая мостовая схема выпрямителя.
В мостовой схеме одна и та же вторичная повышающая обмотка путем особого включения выпрямительных диодов используется в течение обоих полупериодов. Это позволяет сделать ее с вдвое меньшим числом витков, что повышает электрическую проч ность трансформатора и уменьшает объем работ по его намотке. Кроме того, в мостовой схеме уровень пульсаций получается меньшим при том же сглаживающем фильтре.
Это объясняется |
тем, что в мостовой схеме |
автоматически |
|
достигается |
абсолютная симметрия «плеч», |
в то время как |
|
в обычной |
схеме |
со средней точкой полная симметрия |
|
достигается редко.
Как видно из рис. 68, в мостовой схеме необходимо иметь не два, а четыре вентиля. Это является недостатком схемы и до известного времени препятствовало ее широкому распространению. Лишь после начала массового выпуска промышленностью полупроводниковых выпрямительных диодов стало возможным широкое применение мостового выпрямителя в схемах приемников и телевизоров.
Схема работает следующим образом. Во время положи тельного полупериода (плюс напряжения на верхнем конце
вторичной обмотки, |
минус на нижнем конце) диоды ДЗ и |
|
Д4 будут закрыты, а |
диоды Д1 и Д2 открыты. Ток проте |
|
кает в направлении |
от верхнего конца вторичной обмотки |
|
трансформатора через правый |
верхний диод, резистор А?н, |
|
левый нижний диод к нижнему |
концу обмотки. |
|
Во время отрицательного полупериода (потенциалы кон цов обмотки меняются на противоположные) диоды Д ! и Д2 будут закрыты, а диоды Д З и Д4, наоборот, открыты. Ток протекает по цепи: нижний конец вторичной обмотки
113
трансформатора, правый нижний диод, резистор R H, левый верхний диод, верхний конец обмотки.
Таким образом, через нагрузку ток протекает в течение обоих полупериодов в одном и том же направлении. Сле довательно, мостовая схема выпрямителя также является двухполупериоднсй схемой.
СХЕМА ВЫПРЯМИТЕЛЯ С УДВОЕНИЕМ НАПРЯЖЕНИЯ
Данная схема представляет собой, по существу, два однополупериодных выпрямителя, выходные напряжения кото рых соединены последовательно (рис. 69). Здесь, так же как и в мостовой схеме, благодаря особому включению диодов вторичная обмотка силового трансформатора используется в течение обоих полупериодов питающего напряжения. Осо бенностью схемы является то, что эта обмотка имеет вдвое
меньшее число витков и рассчитана на вдвое меньшее напря |
||||||||
|
+(-)ДІ |
|
жение. |
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
течение |
положительного |
|||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
полупериода диод Д2 закрыт, а |
|||||
|
|
|
диод Д1 открыт |
и через него и |
||||
|
|
|
конденсатор Сф / |
протекает ток. |
||||
|
|
|
Конденсатор |
Сф/ заряжается, и |
||||
|
|
|
на |
его |
обкладках действует на |
|||
|
|
|
пряжение, |
представляющее со |
||||
|
|
|
бой выходное напряжение пер |
|||||
Рис. |
69. Схема |
выпрямителя |
вого выпрямителя. |
|||||
с |
удвоением |
напряжения |
|
В |
течение |
отрицательного |
||
|
|
|
полупериода |
диод Д1 закрыт, |
||||
так |
как потенциал его |
анода |
стал |
отрицательным. Диод |
||||
Д2, наоборот, открыт и через него протекает ток, заряжаю щий конденсатор Сф2. На обкладках конденсатора Сф2 дей ствует напряжение, которое является е ы х о д н ы м напряже нием второго выпрямителя.
Как ьидно из схемы, напряжения, действующие на кон денсаторах Сф/ и Сф2, соединяются между собой последо вательно и согласно, вследствие чего общее выходное напря жение всей схемы оказывается равным сумме этих напряже ний, т. е. практически удвоенной величине. Последователь но соединенные конденсаторы Сф/ и Сф2 образуют первый конденсатор сглаживающего фильтра. Далее к ним подклю чается дроссель и второй конденсатор фильтра СфЗ.
114