6. Коэффициент полезного действия выпрямителя определяется по формуле

Ро ном ономоном (3-10)

где Pi -мощность, потребляемая от сети; Ртр -потери мощности в трансформаторе [8]; Рдср -потери мощности в одном вентиле:

Дср (про ~Ь вп,и'диф) вп, ср 5

f/npo - падение напряжения на вентиле, определяется по вольт-амперным характеристикам (см. рис. 3-3); /вп,и, /вп.ср - пиковое и среднее значения тока вентиля; Яв,общ - общее количество вентилей в- выпрямителе; всп - потери мощности на вспомогательных элементах выпрямителя (подгрузка, измерительные цепи и др.); /в -время протекания прямого тока вентиля; fc=\lTc- частота питающей сети.

3-4. СХЕМЫ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ С УМНОЖЕНИЕМ НАПРЯЖЕНИЯ

Для высоковольтных слаботочных потребителей (электронно-лучевых трубок, электроразрядных насосов ЭВП, испытательных установок, маломощных ЛБВ и др.) на ток до 1 мА используются выпрямители с умножением напряжения [1, 9]. Распространение получили как несимметричные, так и симметричные схемы умножения. На рис. 3-11 показаны простейшие схемы удвоения: несимметричная (а) и симметричная (б), на рис. 3-12 схемы умножения: несимметричная первого рода (я), несимметричная второго рода (б) и симметричная (в). В несимметричных схемах один полюс обмотки трансформатора соединяется с заземленным полюсом нагрузки, что позволяет уменьшить рабочий потенциал и изоляцию между обмотками, а также влияние тока утечки трансформатора на измерительные цепи выпрямителя, которые включаются обычно в заземленный полюс. Ток утечки в схеме на рис. 3-11,я имеет только переменную составляющую, которая замыкается через шунтирующую емкость Сш-

К недостаткам несимметричных схем следует отнести подмагничивание магнитопровода трансформатора и равенство частоты пульсаций частоте сети.

в симметричных схемах отсутствует подмагничива-ние трансформатора, а частота пульсаций равна удвоенной частоте сети 2f, что в 2-4 раза позволяет уменьшить емкость конденсаторов фильтра по сравнению с аналогичной несимметричной схемой. Симметричные схемы имеют меньшее внутреннее сопротивление.

Л/л

Дг. рСг,

Рис. 3-11. Схемы удвоения напряжения.

а - однополупернодиая несимметричная; б - двухполупериодная симметричная.

Чг max Д2+ГД,

ъ L i -11+ д. - + \f 6) I------ i::>------

.ml*

Рис. 3-12. Схемы умножения напряжения.

а - несимметричная первого рода; б - несимметричная второго рода; в - симметричная.

Симметричная схема удвоения (рис. 3-11,6) представляет последовательное соединение двух однополупе-риодных схем, работаюш,их попеременно через каждый полупериод сети.

В несимметричной схеме (рис. 3-11,а) в первый полупериод напряжения сети, когда открыт вентиль Дь заряжается конденсатор Ci до напряжения U-2.max. Во второй полупериод, когда открыт вентиль Дг, заряжается конденсатор до напряжения, равного сумме амплитудного напряжения трансформатора и напряжения на Ci, т. е. до Wtvio, 54

в несимметричной схеме учетверения напряжеййя первого рода (рис. 3-12,а) полный заряд всех конденсаторов на холостом ходу происходит в течение двух периодов сети. В первый положительный полупериод сети, когда открыты вентили Дх-Дз, конденсаторы Ci и Сз заряжаются до амплитудного напряжения трансформатора Uzmax каждый. В слсдующий полупериод (второй), когда открыты вентили Да и Дi, конденсаторы Сг и с4 заряжаются до напряжения 2U2max по цепям acd и aef соответственно. В третьем полупериоде заряжается конденсатор Сз до напряжения SU2max по цепи bde через Сг и в четвертом конденсатор с4 до напряжения 4:U2max по цепи aef через Сз. При включенной нагрузке полный заряд конденсаторов происходит за большее число периодов сети. Емкости конденсаторов звеньев (С^ ) в схеме

на рис. 3-12,а рекомендуется выбирать из условия [1] I C nh=const, (3-11)

где Пз - порядковый номер звена.

При выполнении условия (3-11) в процессе работы схемы обеспечивается равенство энергии, накапливаемой каждым конденсатором, и уменьшается до минимального значения подмагничивание в трансформаторе. Обратное напряжение на каждом вентиле схемы равно 2Uijnax-

В несимметричной схеме на рис. 3-12,6 полный заряд всех конденсаторов в режиме холостого хода происходит также за два периода сети. В первый положительный полупериод заряжается конденсатор Ci до напряжения U2max. Остальная часть схемы шунтируется диодом Дх, и на ней нет напряжения. В следующий полупериод заряжается конденсатор Сг до напряжения 2U2max по цепи Ьасе (сумма напряжений трансформатора и на Ci). В третий полупериод заряжается конденсатор Сз до напряжения 2U2max по цепи abed (алгебраическая сумма напряжений на трансформаторе, Cj и С2) и в четвертый конденсатор с4 до напряжения 2U2max по цепи bacdf.

В схеме на рис. 3-12,6 на всех конденсаторах напряжение равно 2U2max (кроме Си на котором напряжение составляет U2max)- Обратное напряжение на всех диодах равно 2U2max. Из построения несимметричных схем учетверения (рис. 3-12,а и б) видно, как наращиваются ступени и строятся схемы многократного умножения, при этом время заряда всех конденсаторов при включении