На рис. 11.2 представлена схема однонапівперіодного випрямляча. Схема побудована на основі силового трансформатора Тр та діода VD випрямлення. До навантаження R_H напруга від джерела подається через відкритий діод. Струм, який проходить колом «джерело U₁ - діод VD - навантаження R_н», при активному характері навантаження повторює форму напруги. Тому зі зниженням напруги до нуля зникає і струм, а діод закривається. У наступному напівперіоді, коли напруга джерела від'ємна, струм відсутній, напруга на навантаженні дорівнює нулю. Після того, як напруга джерела знову стає позитивною, відкривається діод і до навантаження знову прикладається напруга. Таким чином, завдяки випрямлячеві напруга на навантаженні (випрямлена напруга U_н) віддзеркалює на собі лише позитивні напівперіоди напруги живлення U_v

Із вторинної обмотки трансформатора Тр, до первинної обмотки якого подається мережева напруга U_v до діода VD і навантаження R_H прикладається змінна синусоїдальна напруга U₂. Напруга U₂ утворює струм, що проходить через діод VD на навантаження тільки в позитивні напівперіоди змінної напруги. У негативні напівперіоди VD закритий, усі падіння напруги відбуваються на діоді, а напруга на навантаженні U_н дорівнює нулю.

Постійна складова струму I₀ визначається середнім значенням струму I_н, що проходить через навантаження R_н за напівперіод.

Роботу випрямляча зручно розглядати за допомогою тимчасових діаграм (рис. 11.3).

У перший напівперіод, тобто в інтервалі часу О-Т/2, діод відкритий, тому що потенціал точки а вище потенціалу точки Ь, і під дією напруги в ланцюзі вторинної обмотки трансформатора виникає струм I₂ = I_н. В інтервалі часу Т/2-Т діод закритий, струм у навантажувальному резисторі R_H відсутній, і до закритого діода прикладається зворотна напруга

Важливим параметром, що характеризує роботу випрямляча, є коефіцієнт пульсації:

де U_1m - амплітуда першої гармоніки змінної напруги на навантаженні випрямляча. Для однонапівперіодного випрямляча

На підставі (11.1) отримуємо к_п = 1,57.

Таким чином, для однонапівперіодного випрямляча к_п великий, що є головним недоліком цієї схеми.

До недоліків однонапівперіодного випрямляча, окрім великих пульсацій, також відноситься низький коефіцієнт використання габаритної потужності трансформатора; струм, що проходить через обмотку трансформатора, має постійну складову, а це викликає підмагнічування магнітопроводу.

На промислових частотах (50-60 Гц) однонапівперіодна схема не має широкого застосування, оскільки для живлення навантаження потрібні згладжу-вальні фільтри з великими величинами ємності, що призводить до збільшення габаритно-масових характеристик випрямляча. Але однонапівперіодна схема отримала широке використання в імпульсних блоках живлення з частотою змінної напруги понад 10 кГц, поширеною в сучасній побутовій і промисловій апаратурі. Пояснюється це тим, що при більш високих частотах пульсацій випрямленої напруги для отримання допустимого коефіцієнта пульсацій необхідні згладжувальні елементи з меншими значеннями ємності (індуктивності). Маса і розміри джерел живлення зменшуються з підвищенням частоти вхідної змінної напруги.

Це матеріал з підручника "Електротехніка та основи електроніки" Гуржій 2020