一個穩(wěn)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(jīng)過穩(wěn)壓、整流和濾波電路組成。
簡介: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(zhuǎn)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(jīng)過整流電路之后的電壓已經(jīng)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。
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(fā)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(zhuǎn)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(qū)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(jù)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(lián)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。唯樣商城自建高效智能倉儲,擁有自營庫存超100,000種,提供一站式正品現(xiàn)貨采購、個性化解決方案、選型替代等多元 化服務。
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(wǎng)電壓220v)轉(zhuǎn)換為U2。由于二極管D的單向?qū)щ娦裕擴2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(fā)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(fā)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(fā)向工作電壓為根號二倍的U2。