Кіріспе

 

                                               I_дm = 1,21 I_н                                                   (1.14)

 

Шығыс кернеуінің пульсациясы бір фазалы түзеткіштікіне қарағанда айтарлықтай аз ( ). Жабық жағдайы интервалындағы әрбір диодқа сәйкесінше ашық тұрған диодтан трансформатордың екіншілікті орамынан сызықты кернеу беттерсіріледі ондағы кері кернеудің максималды мәні 2,09 есе түзетілген кернеудің тұрақты құраушысынан артық болады Сұлбаның кемшілігі, бір фазалы түзеткіштікіндей трансформатордың өзекшесін амалсыз магниттеу қажет.

Үш  фазалы көпірлік түзеткіш, қарастырылған  бейтарап шығысты үш фазалы түзеткішпен салыстырғанда қолданылатын диодтар саны екі есе артықтығына қарамастан барлық көрсеткіштері, одан асып түседі. Сұлбаның оң диодтар тобын – катодты, ал сол жақ диодтар тобын – анодты деп атау қалыптасқан. Көпірлік түзеткіште бір уақытта тоқты екі диод өткізеді: біреуі катодтық топтан трансформатордың нөлдік нүктесіне қатысты неғұрлым жоғары анодтық потенциялы бар, екіншісі  – анодтық топтан неғұрлым катодтың төмен потенциялды. Сұлбада диодтарды нөмірлеу олардың іске қосылуна байланысты жүргізілген.

Түзетілген  кернеу құраушы айнымалысының алты реттік пульсациясы бар, әрбір диод периодтың үштен бірін жұмыс істегеніне тәуелсіз (мысалы, VD1 диоды басында VD6 диодымен бірігіп жұмыс жасайды да, сосын –VD2 бірігеді). Біріншілікті желінің 50 Гц жиілігі кезінде түзеткіштің шығысындағы пульсация жиілігі 300 Гц құрайды. Бұл көп жағдайда шығыс сүзгіні қолданбау немесе оған соғұрлым аз талаптар қоюды қамтамасыз етеді. Пульсация коэффициентін санау мәнін береді. Диодтарға жабық күйде беттестірілетін кері кернеу, бейтарап шығысты диодтардың сұлбасының түріне жақын келеді, алайда көлемі бойынша екі есе кіші (U_{кері m} = 1,045 U_н).  Үш фазалы көпірлік түзеткіште трансформатордың өзекшесін амалсыз магниттеу қажет емес, өйткені әрбір екіншілікті орамда ток периодына екі реттен кері бағытта ағып өтеді.

 

1.2 Тегістегіш сүзгілер

 

Ереже бойынша, электронды құрылғылардың қоректенeі  бұғауларында кернеудің аз пульсациясы  рұқсат етіледі, ал түзеткіш сұлбалардың  шығысында пульсациялар бірнеше есе көп. Оларды азайту мақсатында қажетті тегістеу коэффициенті бар тегістегіш сүзгіштер қолданылады

 

q = К_{П кір}/К_{П шығ}     (1.15)

 

мұндағы К_{П кір}  мен  К_{П шығ} - сүзгіге дейінгі және одан кейінгі пульсация коэффициенттері.

 

Сүзгі барынша  айнымалы құраушыларды кішірейту керек және түзетілген кернеудің тұрақты құраушысын барынша аз жоғалтулармен өткізу керек.

Осыны қарапайым  RC-сүзгісінің мысалында (1.6 сурет) қарастырайық, құрамына балласты резистор R_ф мен R_н жүктемесі мен түзеткіштің шығысы арасына қосылған C_ф конденсатор кіреді.                                   

 

1.4 Сурет – Тегістелетін RC-сүзгі

 

Сүзгіштің кірісінде  пульсация таза гармоникалық сипатта  болады деп есептей отырып, сүзгіштің  шығысындағы пульсацияны анықтау  үшін бұғаудың беріліс функциясының модуліне арналған теңдеуді қолданамыз

 

            (1.16)

 

мұндағы К₀ - кернеудің тұрақты құраушысына арналған бұғаудың беріліс коэффициенті, ал t - бұғаудағы уақыт тұрақтысы.

 

 

Кернеудің тұрақты  құраушысына арналған бұғаудың беріліс коэффициенті келесі формуламен анықталады:

 

       (1.17)

Бұғаудағы уақыт тұрақтысы:

 

                                      (1.18)

 

Егер wt >> 1 деп алатын болсақ, онда (1.4) келесіні аламыз

 

       (1.19)

 

(1.17) өрнегінен көріп тұрғандай кіріс сигналының жиілігі үлкейген сайын буынның беріліс коэффициенті төмендейді, сәйкесінше, буынның жүктемеге беретін жоғары жиілікті құраушыларының амплитудалары, кішірейетін болады. Сол уақыттың ішінде, егер де R_н >> R_ф, шарты орындалса онда К₀ » 1 және түзулетілген кернеудің тұрақты құраушысы жүктемеге өзгертілмеген түрде беріледі.

Сигналдың айнымалы құраушысы үшін беріліс коэффициенті оның тұрақты құраушысына қарағанда айтарлықтай аз болатын буын тегістегіш сүзгі деп аталады. Көрініп тұрғандай, тегістегіш сүзгі төмен жиілікті сүзгілердің жеке түрі. Олардың айырмашылығы тегістегіш сүзгі күштілік бұғауда қолданатындықтан, оған К₀ » 1 шартының орындалуы міндетті.

(1.14) сәйкес қарастырылып отырған сүзгінің тегістегіш коэффициенті

 

                                                  q » w_пt                                                     (1.20)

 

мұндағы w_п - пульсация жиілігі.

 

Келтірілген әдісті кез келген қиындықты сүзгінің тегістеу коэффициентін табу үшін қолдануға болады. Алайда , есте сақтайтын жайт оны қолдану үшін сүзгінің қосылуы түзеткіштің диодтарының өткізгіштік заңына бөгет болмауы керек. Берілген шарт, ереже бойынша, қарастырылып отырған әдіс буын күрделі сүзгінің шығыс бөлігі болған жағдайда орынды.

Қарастырылған сүзгінің кемшілігі R_ф резисторының бар болуы, есесінен айтарлықтай қуат жоғалтулары болады және соған байланысты түзеткіштің жалпы ПӘК-і кішірейеді, сондықтан әдетте C_ф конденсаторыны түзеткіштің шығысына тіелей қосады. Осы жағдайда сұлбадағы үрдістердің қалай өзгеретіндігін қарастырайық.

Егер біз  осыған дейін трансформатор мен  диодтарды идеалды деп санасақ, r (1.7 суретте пунктирмен көрсетілген)  кедергісін қосу арқылы трансформатордың екіншілікті орамының кедергісі мен ашық жағдайдағы диод кедергісін ескеру керек. Сұлбаны қосу алдында конденсатордағы кернеу мен сәйкесінше бұғаудағы токтар бар болсын делік. Сондай-ақ түзеткішті қорек көзіне қосқанда t = 0 мезетінде А нүктесіндегі кернеу u₂ (t) заңына сәкес өсе бастайды,VD1 және VD3 диодтары ашылып, C_ф конденсаторын зарядтай отырып ток жүреді.

 Конденсатор

 

                                                t_з= r C_ф                                                                   (1.21)

 

уақыт тұрақтысымен зарядтала бастайды, сонда конденсатордың кернеуі U_C (t) экспонент заңы бойынша кернеудің амплитудалық  мәніне u₂ (t) ұмтылып өсе бастайды. Гармоника лық кернеу u₂ (t) уақыт бойынша өзгере отырып, периодтың төрттен бірінен кейін максимумге жетіп, төмендей бастайды, t₁ уақыт мезетінде конденсатордың кернеуімен теңеседі.

t₁ уақыт мезетінде VD1 және VD3 диодтары жабылып, C_ф конденсатор R_н кедергісі арқылы

 

                                                 t_р = R_н C_ф                                                    (1.22)

 

уақыт тұрақтысымен разрядтана бастайды.

t₂ мезетінде көлемі бойынша U_C (t) кернеуімен салыстырылады және содан кейін асып түседі. Осы уақыттан бастап VD2 және VD4 диодтар тобы мен u₂ (t) кернеуінің әсерінен олардан өтетін ток i_2,4 (t) конденсаторды қайтадан зарядтай бастайды. Әдетте түзеткіштің сұлбасында  R_н >> r қатынасы орындалады, сондықтан t_р >> t_з және разряд тогы заряд тогынан біршама аз, нәтижесінде конденсатордың R_н арқылы разрядын оның заряды барысында елемеуге болады, яғни диод арқылы өтетін тура ток толығымен конденсатордың зарядына барады. t_р >> t_з болғандықтан бастапқы сатыда кернеу уақытының өсуі барысында конденсаторға түсетін заряд кернеу түскен кезде (разряд) жоғалатын зарядтан көп, және шығыс кернеу периодтан периодқа өседі. Шығыс кернеуінің өсуі конденсатормен қабылданатын зарядтың бір период барысында жоғалтатын зарядына тең болғанда тоқтайды. Графикалық сипатталған үрдіс 1.6 суретте көрсетілген.

Пульсация деңгейін бағалау  үшін конденсатордың орнатылған режимде  үрдісті толық сараптайық. (t₃ - t₂)  уақытының ішінде конденсатор алатын заряд

 

                                                  (1.23)

 

(t₄ - t₃) уақытының ішінде конденсатор заряд жоғалтады

 

                            (1.24)

 

 

Уақыт 

 

                                             (t₄ - t₃) » T / 2                                                 (1.25)

 

шартында.

Үрдістің  стационарлығының шарты - қабылданған және берілген зарядтардың тең болу керектігі

 

                              (1.26)

 

(1.26) теңдігінен шығыс кернеудің өзгерісін табайық

 

          (1.27)

 

Алынған өрнек пульсация  коэффициентін (1.27) анықтамасына сәйкес шығыс кернеудің айнымалы құраушысының амплитудасы DU/2 мен шығыс кернеуінің нақты мәніне U_н қатынасы түрінде есептеу мүмкіндігін береді

 

                             (1.28)

 

Және түзеткіштің шығыс  кернеуінің мәні

 

                                                                                      _(1.29),

 

           (1.30)

 

Алдында көрсетілгендей С_ф = 0  кезіндегі жүктемедегі кернеудің тұрақты құраушысы

 

                              U₀ = 0,636 U_m                                                      (1.31)

 

болады. С_ф = ¥ және R_Н = ¥ кезіндегі жүктемедегі кернеу U_m кернеуге ұмтылатынын көруге болады. Сәйкесінше, конденсаторды жүктемеге параллель қосу түзетілген кернеуді үлкейтіп (U_mге дейінгі шекте) және пульсация коэффициентін сәйкес нөлге дейінгі шекпен кішірейтеді.Мұндай типті түзеткіштердің параметрлерін жақсарту мақсатында жоғары сыйымдылықты конденсаторлар қолданылады: ондаған, жүздеген және мыңдаған микрофарад.

Сыйымдылықты  жүктемеге жұмыс істейтін түзеткіштің  басқа ерекшелігі, конденсаторды қосу түзеткіш диодтарының өткізгіштік заңына (коммутация) әсер етеді. Алдыңғы сараптамада қолданылған қатынас қолданылады, сұлбадағы диодтар жұмысының шартын анықтайық, оңайлату үшін конденсатор зарядының тогы (t₃ - t₂) уақытының барысында тұрақты және I_зар тең

 

                                                   (1.32),

 

                                                                                            _(1.33)

 

деп ала отырып, заряд тоғын анықтайық

 

                                                                         (1.34)

 

мұндағы - диод тоғының кесік бұрышы.

 

Диод тоғының  кесік бұрышы  төмендегі дәл формуламен есептелуі мүмкін

 

                                            

                                          (1.35)

 

немесе  R_н /r ³ 50 қатынасы кезінде жақындатылған формуламен

 

                                                 ,                                            (1.36)

 

яғни ол сигнал амплитудасына тәуелді емес, тек сұлба параметрлерімен анықталады.

R_н/r = 100 қатынасы кезінде есептік мәні шамамен 20°. Бұл дегеніміз, конденсатор зарядының тогы сәйкес (шамамен диодтың максималды тоғына тең) жүктеменің орташа тоғынан шамамен 90°/20° » 4,5 ретке асады.

Сыйымдылықты  сүзгіні ең аз қуатты түзеткіштерде  пайдаланған жөн ( P_н мәні 10 Вт).

                           

 

                        1.7 Сурет – Бір деңгейлі  LC-сүзгі

 

Бір фазалы электр қорегі көздеріндегі қуаттың үлкен  деңгейінде           LC-сүзгілер (1.7 сурет) қолданылады. Түзетілген кернеудің айнымалы құраушысының төмендеуі тегістегіш әрекет ретінде С_ф, сондай ақ дроссельдегі L_ф айнымалы құрауыштың айтарлықтай төмендеуімен белгіленген. Трансформатор мен вентильдің индуктивті жүктемеге жұмыс жасау шарттары, активті жүктемедегіге қарағанда жақсы. Вентиль арқылы токтардың импульсі тікбұрышты, амплитудасы түзетілген токтың орташасына тең болатын түрде өтеді.

Дроссельдің индуктивтілігін  ондағы тоқтың үздіксіздігінен анықтайды

 

                                                                                      (1.37)

 

мұнда U_{нег m} – түзетілген кернеудің негізгі гармоникасының амплитудасы,

          f_П – пульсацияның негізгі гармоникасының жиілігі.

 

 Содан кейін фильтрдің сыйымдылығын берілген пульсацияны тегістеу коэффициенті бойынша табады

 

                                                                                        (1.38)

 

Содан соң төмендегі  шарттың орындалуын тексеру қажет

 

                                          

                                              (1.39)

 

Ол пульсация  жиілігіне жақын жиіліктердегі  резонанстық құбылыстардың пайда болу мүмкіндігін тексереді.