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整流電路的基本工作原理及簡單計算

技術中心

Technology

整流電路的基本工作原理及簡單計算

分類:
電源技術
作者:
廣州市愛浦電子科技有限公司
來源:
原創
發布時間:
2021/07/01
瀏覽量

一個穩定的直流電源是電子裝置必不可少的組成部分,它通常由交流電經過穩壓、整流和濾波電路組成。

整流電路的作用是將交流降壓電路輸出的電壓較低的交流電轉換成單向脈動性直流電,這就是交流電的整流過程,整流電路主要由整流二極管組成。經過整流電路之后的電壓已經不是交流電壓,而是一種含有直流電壓和交流電壓的混合電壓,習慣上稱單向脈動性直流電壓。

在這里將總結介紹如下內容:

1:整流電路的基本工作原理及簡單計算

2:濾波電路的原理

一:對于三種常見整流電路的基本介紹

1 、整流電路的分類

電源電路中的整流電路主要有半波整流電路、全波整流電路和橋式整流三種,倍壓整流電路用于其它交流信號的整流,例如用于發光二極管電平指示器電路中,對音頻信號進行整流。

2、常見三種整流電路的特性

前三種整流電路輸出的單向脈動性直流電特性有所不同,半波整流電路輸出的電壓只有半周,所以這種單向脈動性直流電主要成分仍然是50Hz的,因為輸入交流市電的頻率是50Hz,半波整流電路去掉了交流電的半周,沒有改變單向脈動性直流電中交流成分的頻率;全波和橋式整流電路相同,用到了輸入交流電壓的正、負半周,使頻率擴大在倍為100Hz,所以這種單向脈動性直流電的交流成分主要成分是100Hz的,這是因為整流電路將輸入交流電壓的一個半周轉換了極性,使輸出的直流脈動性電壓的頻率比輸入交流電壓提高了一倍,這一頻率的提高有利于濾波電路的濾波。

3、常見三種整流電路的區分

在電源電路的三種整流電路中,只有全波整流電路要求電源變壓器的次級線圈設有中心抽頭,其他兩種電路對電源變壓器沒有抽頭要求。另外,半波整流電路中只用一只二極管,全波整流電路中要用兩只二極管,而橋式整流電路中則要用四只二極管。根據上述兩個特點,可以方便地分辨出三種整流電路的類型,但要注意以電源變壓器有無抽頭來分辨三種整流電路比較準確。

4、常見三種整流電路中二極管的要求

一方面是承受的最高方向工作的電壓,另一方面是最大正向平均電流

在半波整流電路中,當整流二極管截止時,交流電壓峰值全部加到二極管兩端。對于全波整流電路而言也是這樣,當一只二極管導通時,另一只二極管截止,承受全部交流峰值電壓。所以對這兩種整流電路,要求電路的整流二極管其承受反向峰值電壓的能力較高;對于橋式整流電路而言,兩只二極管導通,另兩只二極管截止,它們串聯起來承受反向峰值電壓,在每只二極管兩端只有反向峰值電壓的一半,所以對這一電路中整流二極管承受反向峰值電壓的能力要求較低。

另外注意一點:在整流電路中,輸入交流電壓的幅值遠大于二極管導通的管壓降,所以可將整流二極管的管壓降忽略不計。

二:分別介紹三種整流電路

1、半波整流電路

 
上面是單相半波整流電路的電路圖和電路的電壓波形
      

首先將U1(一般電網電壓220v)轉換為U2。由于二極管D的單向導電性,當U2為正半周期時,理想情況下,RL兩端的波形與U2相等;當U2為負半周期時,D截止,U0 = 0。因此,整流電路的輸出電壓的極性一定,其大小是隨時間改變的。

用相應的公式可以求得U0的平均值,即U0 = 0.45U2,繼而可以求出I0的平均值。

流過二極管的電流ID就是整流后的電流I0,因此二極管的最大正向平均電流ID = I0;

二極管D截止時,交流電壓U2加在D的兩端。因此二極管承受的最高發向工作電壓為根號二倍的U2;

2、單相全波整流電路

 
上面是單相半波整流電路的電路圖和電路的電壓波形

全波整流電路的工作原理,其實它就是兩個單相半波整流電路的組合,在前半個周期,D1為正向電壓,對于D1導通,對于D2截止,在RL上得到的是上正下負的電壓,在后半個周期,D2為正向電壓,D2導通,D1截止,在RL上得到的是上正下負的電壓。

如此反復,由于兩個整流元件D1、D2整流不僅利用了正半周,而且還巧妙地利用了負半周,從而大大地提高了整流效率

從而使得U0= 0.9U2。繼而也可以求出I0的平均值。

流過每個二極管的電流等于I0的一半;

當一只二極管導通時,另一只二極管截止,承受全部交流峰值電壓,即為最高發向工作電壓為根號二倍的U2;

3、單相橋式全波整流電路

 
上面是單相橋式全波整流電路的電路圖   

前半個周期,D1和D3導通,而D2和D4截止,加在RL上的是上正下負電壓,后半個周期,D2和D4導通,而D1和D3截止,加在RL上的還是上正下負的電壓。   

如此反復此電路和全波整流電路一樣,都完全利用了電流的整個過程。

從而使得U0= 0.9U2。繼而也可以求出I0的平均值;

流過每個二極管的電流等于I0的一半;

在不考慮壓降的情況下,當一組二極管導通時,另一組二極管截止,承受全部交流峰值電壓,即為最高發向工作電壓為根號二倍的U2

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