Источники питания обычно собирают по схеме: выпрямитель переменного напряжения, фильтр и стабилизатор. Однако в ряде случаев можно обойтись без фильтра, зачастую наиболее громоздкого узла.
Известно, что конденсатор, включенный в цепь переменного напряжения, сдвигает фазу тока на 90 град. Фазосдвигающий конденсатор часто используют, например, при подключении трехфазных электродвигателей к однофазной сети [1].
Рис.1.
На рис. 1 показана форма выпрямленного трехфазного напряжения. Видно, что здесь отсутствуют “провалы” напряжения до нулевого уровня, которые характерны для однофазного выпрямителя (рис. 2).
Емкостный фильтр сглаживает пульсации выходного напряжения однофазных выпрямителей, создавая приемлемое значение его постоянной составляющей, причем, чем больше емкость конденсаторов фильтра, тем меньше пульсации и, соответственно, больше постоянная составляющая.
В трехфазных же выпрямителях благодаря взаимному “перекрытию” полуволн напряжения постоянная составляющая больше, что во многих случаях позволяет обойтись без емкостного фильтра.
Если в однофазном выпрямителе применить фазосдвигающий конденсатор, обеспечивающий взаимное “перекрытие” полуволн выпрямленного напряжения, во многих случаях при постоянной нагрузке можно обойтись без громоздкого емкостного фильтра или существенно уменьшить его емкость [2]. Схема подобного стабилизированного выпрямителя показана на рис. 3.
Рис.2.
Трехфазный выпрямитель VD1—VD6 подключен к источнику однофазного переменного напряжения через активное (резистор R1) и емкостное (конденсатор С1) сопротивления. Выходное напряжение выпрямителя стабилизирует стабилитрон VD7.
Расчет сопротивления резистора и емкости конденсатора подобен обычному расчету балластного сопротивления стабилитронов.
Его вычисляют по формуле R = (0,75*Uпит - Uст)/ Iст. Коэффициент 0,75 учитывает минимальный уровень выпрямленного напряжения в точках “перекрытия” полуволн тока, протекающего через активное (резистор R1 — сплошная линия) и емкостное (конденсатор С1 — штриховая линия) сопротивления (см. рис. 2).
Емкость фазосдвигающего конденсатора (в фарадах) рассчитывают по формуле C = (2p
*f*R)-1, где:
- f — частота переменного тока, Гц;
- R — ранее вычисленное активное сопротивление, Ом.
На схеме приведены конкретные значения сопротивления резистора и емкость конденсатора для стабилизированного выпрямителя с напряжением питания 220 В.
Конденсатор (или несколько параллельно включенных для получения необходимой емкости) должен быть рассчитан на работу в цепях переменного тока. Здесь, например, подойдут два параллельно включенных конденсатора К73-17 емкостью по 0,1 мкФ.
Рис.3.
