Фазочувствительные выпрямители. Общее положения, основные свойства.

Фазочувствительный выпрямитель (ФЧВ) – это устройство промышленной электроники, выходное напряжение которого зависит от разности фаз входного и управляющего напряжений. Соответственно, ФЧВ имеет информационный вход и вход управления. Как правило, ФЧВ предназначен для работы с переменными напряжениями синусоидальной формы. Функциональная схема ФЧВ представлена на рис.1, временные диаграммы, поясняющие работу ФЧВ, представлены на рис.2.

Рис.1. Функциональная схема ФЧВ

Пусть входное синусоидальное напряжение  и управляющее  типа меандр сдвинуты на угол φ. Положим, что при положительном напряжении  ключ находится в положении 2. При этом входное напряжение передаётся на фильтр нижних частот ФНЧ без изменения. Когда напряжение  имеет нулевой уровень ключ находится в положении 1 и входное напряжение передаётся на выход проинвертированным. Временные диаграммы (рис.2) поясняют эту ситуацию. Найдём среднее значение напряжения  после фильтра нижних частот

Таким образом, выходное напряжение пропорционально косинусу угла фазового сдвига входного и управляющего напряжений. Когда фазовый сдвиг равен , то есть когда напряжения  и  квадратурны, выходное напряжение ФЧВ равно нулю, а когда напряжения синфазны, выходное напряжение максимально.

Рис. 2. Временные диаграммы, поясняющие работу ФЧВ

Основное назначение ФЧВ – это разделение квадратурных составляющих входного переменного напряжения. На выход проходят только те составляющие, которые синфазны с управляющим напряжением.

Следует заметить, что если во входном напряжении имеются чётные гармоники, то выходное напряжение не зависит от их наличия, так же как и от постоянной составляющей. Влияние нечётных гармонических составляющих ослабляется пропорционально их номеру.