2406 Гц и предельной отрицательной температуре (это соответствует работе их в схеме фильтра выпрямителя, выполненного по трехфазной мостовой схеме с питанием от сети с частотой тока 400 Гц) эффективная емкость уменьшается в 8-10 раз, при этом соответственно возрастают и пульсации на выходе фильтра выпрямителя. С повышением температуры в блоке до значения, близкого к предельно допустимому для примененных элементов (транзисторов, тиристоров и др.), мощность, рассеиваемая на них, и напряжения должны быть снижены. Надежная и стабильная работа аппаратуры может быть обеспечена при условии учета всех дестабилизирующих факторов, одним из которых является температурное воздействие. Повышение надежности работы аппаратуры достигается выбором элементов с запасом по сравнению с предельно допустимыми для них мощностями, напряжениями, токами и т. д. Можно рекомендовать следующие коэффициенты запаса по отношению к предельно допустимым: для резисторов (по мощности) 0,5; для конденсаторов, полупроводниковых диодов (по напряжению) 0,7; для транзисторов (по температуре р-п перехода) 0,8 и т. д.

Можно гарантировать взаимозаменяемость элементов, высокую надежность и стабильность работы аппаратуры, если с учетом данных рекомендаций расчет будет вестись на крайние значения параметров всех примененных в схеме элементов с учетом возможного разброса и старения их в течение срока службы в соответствии с техническими условиями на них.

2-6. ВЫБОР СХЕМ ИСТОЧНИКОВ ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

Выбор той или иной схемы источника вторичного электропитания обусловлен параметрами питающей сети, требованиями к выходным электрическим параметрам, конструктивными особенностями устройства, температурным диапазоном работы, сроком службы, гарантированной надежностью и перечнем разрешенных к применению или имеющихся в распоряжении разработчика элементов. Выбор схемы, удовлетворяющей поставленным требованиям, является задачей, имеющей множество решений, вместе с тем оптимальной по заданному критерию может быть только одна схема.

Основными критериями при выборе и расчете схем, по которым может производиться оптимизация ИВЭ, являются: масса, габарит, к. п. д., надежность, стоимость. В некоторых случаях бывает необходимо искать оптимальное схемное решение по двум я более критериям.

Вначале рассмотрим особенности схем и области применения выпрямителей.

Однополупериодная схема является простейшей схемой выпрямления и работает только на нагрузку емкостного характера. Из-за низкого коэффициента использования выпрямительного трансформатора и необходимости применения большой емкости для сглаживания пульсации данная схема широкого распространения не получила. Применяется она в тех случаях, когда требуются выпрямленные напряжения в пределах до 100 В при токах нагрузки, не превышающих несколько миллиампер.

Двухполупериодная схема с выводом средней точки дает несколько больший коэффициент использования выпрямительного трансформатора и меньшую -по сравнению со схемой однополупериодного выпрямителя пульсацию. Двухполупериодный выпрямитель, работающий на нагрузку емкостного характера, применяется сравнительно редко из-за низкого коэффициента использования трансформатора. Ее применение в этом случае ограничивается выпрямленными напряжениями до 100 В при токах нагрузки до нескольких сотен миллиампер. Широкое применение для получения выпрямленного напряжения меньше 10 В, при токах нагрузки до нескольких десятков ампер в последние годы находят двух-полупериодные выпрямители, работающие на нагрузку индуктивного характера. Несмотря на недостатки двух-полупериодного выпрямителя, работающего на нагрузку индуктивного характера, по сравнению с однофазной мостовой схемой - низкий коэффициент использования и необходимость наличия среднего вывода вторичной обмотки трансформатора, вдвое большее обратное напряжение на вентиль - схема эта имеет в 2 раза меньшее падение напряжения на вентилях (при условии, что в каждом плече двухполупериодного выпрямителя нет последовательного включения вентилей). Прямое падение напряжения на кремниевом вентиле составляет около 1 В. В однофазной мостовой схеме в каждом полу-

у

периоде работы выпрямителя два вентиля включены последовательно и падение напряжения на них составляет около 2 В. В результате к. п. д. двухполупериодного выпрямителя при низких выходных напряжениях оказывается выше, а габаритные размеры трансформатора - не больше, чем у выпрямителя, работающего по однофазной мостовой схеме. Чем ниже значение выпрямленного напряжения, тем заметнее преимущество двухполу-периодной схемы по сравнению с однофазной мостовой.

Однофазная мостовая схема находит наиболее широ- кое применение при питании от однофазной сети. 06-ратное напряжение, приходящееся на каждый вентиль, .?и напряжение вторичной обмотки трансформатора при этой схеме примерно в 2 раза меньше, чем в двухполу-периодной схеме.

Коэффициент использования выпрямительного трансформатора высок и достигает 0,9 при фильтре с индуктивной реакцией. Амплитуда и частота первой гармоники пульсации здесь такие же, как и в схеме двухполупериодного выпрямителя. Однофазную мостовую схему выпрямления используют как при емкостном, так и индуктивном характере нагрузки для получения выпрямленных напряжений от 10 до нескольких сотен вольт при токах в нагрузке от сотен миллиампер до сотен ампер. При больших выпрямленных напряжениях различием в прямых падениях напряжения на вентилях в схемах двухполупериодной и однофазной мостовой можно пренебречь, и тогда преимущество мостовой схемы неоспоримо. Весьма существенным преимуществом однофазной мостовой схемы является также и то, что она может быть непосредственно подключена к питающей сети переменного тока, как, например, в схеме стабилизатора с бестрансформаторным входом.

Схема удвоения напряжения используется для получения выпрямленных напряжений (до нескольких киловольт) при небольших (до десятков миллиампер) значениях тока нагрузки. По сравнению с однополупериод-ной схема удвоения имеет лучший коэффициент использования трансформатора. Эта схема при одном и том же значении выпрямленного напряжения имеет примерно в 2 раза меньшее напряжение на вторичной обмотке выпрямительного трансформатора и соответственно вдвое меньшее обратное напряжение на вентиле. Пуль-