各种整流电路详解(推荐)
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8种类型精密全波整流电路及详细分析精密全波整流电路是将交流信号转换为直流信号的一种电路。
下面将介绍8种常见的精密全波整流电路及其详细分析:1.整流电阻式整流电路:这种电路通过一个电阻来限制电流,将输入信号的负半周去掉,输出为纯正半周波信号。
该电路简单且成本较低,但效果不稳定,受负载变化的影响较大。
2.桥式全波整流电路:桥式整流电路是将四个二极管按桥形连接,可以实现将输入信号的负半周反向成正半周输出。
该电路具有高效率、稳定性好且抗干扰能力强的优点,被广泛应用。
3.中点整流电路:中点整流电路是将输入信号通过一个变压器分成两路,然后进行整流,再通过滤波电容和稳压电路来获得稳定的直流输出。
该电路具有较好的稳定性和输出质量,但成本较高。
4.高压全波整流电路:高压全波整流电路是在桥式整流电路的基础上加入一个电压倍压电路,用于输出高压直流。
该电路被广泛应用于高压直流电源。
5.隔离型全波整流电路:隔离型全波整流电路是通过一个变压器将输入的交流信号与输出的直流信号进行电气隔离,以提高安全性和抗干扰能力。
6.双绕组全波整流电路:双绕组全波整流电路是通过两个平衡绕组来实现整流,可以提高转换效率和输出质量,适用于高精度和高要求的应用场景。
7.调谐式全波整流电路:调谐式全波整流电路通过一个调谐电路来实现对输入信号波波数的调谐,并通过滤波电路和稳压电路获得稳定的直流输出。
该电路适用于需要对输入信号进行调谐的场景。
8.双向全波整流电路:双向全波整流电路是将输入信号进行整流后得到一个正半周波信号,然后通过一个功率倍增电路产生一个负半周波信号,最后将两者相加得到完整的全波信号,可以提高输出质量和效率。
总之,不同的精密全波整流电路适用于不同的场景,根据具体要求选择合适的电路可以提高输出质量和效率,满足各种应用需求。
1.第一种得模拟电子书上(第三版442页)介绍得经典电路。
A1用得就是半波整流并且放大两倍,A2用得就是求与电路,达到精密整流得目得。
(R1=R3=R4=R5=2R2)2.第二种方法瞧起来比较简单A1就是半波整流电路,就是负半轴有输出,A2得电压跟随器得变形,正半轴有输出,这样分别对正负半轴得交流电进行整流!(R1=R2)3.第三种电路仿真效果如下:这个电路真就是她妈得坑爹,经过我半天得分析才发现就是这样得结论:Uo=-|Ui|,整出来得电路全就是负得,真想不通为什么作者放到这里,算了先把分析整理一下:当Ui>0得时候电路等效就是这样得放大器A就是同相比例电路,Uo1=(1+R2/R1)Ui=2Ui放大器B就是加减运算电路,Uo2=(1+R2/R1)Ui-(R4/R3)Uo1=-Ui当Ui<0得时候电路图等效如下:放大器A就是电压跟随器,放大器B就是加减运算电路式子整理:Uo2=(1+R4/(R2+R3))Ui- R4/(R2+R3)Ui=Ui以上就是这个电路得全部分析,但就是想达到正向整流得效果就应该把二极管全部反向过来电路与仿真效果如下图所示4.第四种电路就是要求所有电阻全部相等。
这个仿真相对简单。
电路与仿真效果如下计算方法如下:当Ui>0时,D1导通,D2截止(如果真就是不清楚为什么就是这样分析,可以参照模拟电子技术书上对于第一种电路得分析),这就是电路图等效如下(R6就是为了测试信号源用得跟这个电路没有直接得关系,不知道为什么不加这个电阻就仿真不了)放大器A构成反向比例电路,uo1=-ui,这时在放大器B得部分构成加减运算电路,uo2=-uo1=-(-ui)注意:这里放大器B得正相输入端就是相当于接地得,我刚开始一直没有想通,后来明白了,这一条线路上就是根本就没有电流得,根本就没有办法列出方程来。
(不知道这么想就是不就是正确得)当Ui<0得时候,D1截止,D2导通,电路图等效如下:这时就需要列方程了Ui<0时Ui/R1=-(U2/R5+U2/(R2+R3))计算得到U2=-2/3 Ui再根据U2/(R2+R3)=(U0-U2)/R4 得到U0=3/2 U2带入得到U0=-Ui这个电路在网上找到得,加在这里主要就就是感觉与上一个电路有点像,但就是现在分析了一下,这个就是最经典得电路变形,好处还不清楚。
详细介绍二极管各整流电路的工作原理(二极管)因为其独特的单向导电性,因而被设计成了各种整流电路,用来将我们常用的市电,也就是交流电转换成单向的直流电。
在我们常用的整流电路中有三种最为常见,分别为:桥式整流电路,全波整流电路和半波整流电路。
下面一一详细介绍各整流电路的(工作原理);1.半波整流电路如上图所示为一个半波整流电路,正是因为二极管的单向导电性,因此,当流入的交流处于正半周期时,也就是图中红色箭头流向,二极管导通。
当流入交流电处于负半周时,也就是图中绿色箭头流向,由于二极管反向截止,因此不导通。
进而流入的交流电经过图中二极管D1整流以后,由以前正弦波形变成了缺少负半周期的波形,因此称为半波整流电路。
它的优点就是成本低,缺点很明显就是浪费了整整一半的电。
2.全波整流电路如上图所示为一个全波整流电路,下面具体分析它的工作原理:它主要是以变压器的次级绕组中间的抽头作为基准电而设计成的全波整流电路,首先当流入的交流处于正半周期时,走向如图中的红色走向,电由二级管D4经负载流回到变压器中间抽头,形成正半周期时的回路。
当流入交流电处于负半周期时,(电流)走向如图中的绿色走向,电由二极管D5经负载流回到变压器中间抽头,形成负半周期时的回路。
因为交流电的正半周期和负半周期都被二极管整流利用,因此该电路叫做全波整流电路,二极管发挥了非常大的作用。
3.桥式整流电路其实我们做(产品)的时候,会对产品的体积有好大的限制,因此设计的产品要越小越好,并且还要避免在制造生产时,变压器中间抽头带来的麻烦,因此又设计出了更加方便好用,体积小的桥式整流电路。
如上图所示为一个桥式整流电路,下面具体介绍它的工作原理:当流入的交流电处于正半周期时,走向如图中的红色走向,经过负载R2形成回路。
当流入的交流电处于负半周期时,走向如图中的绿色走向,经过负载R2形成回路。
这样就非常巧妙即实现了全波整流又实现了体积小的要求。
流入的是交流电而流出的是全波整流后的直流电。
各类整流电路图及工作原理整流电路是指将交流电转换成直流电的电路。
整流电路主要有单相半波整流电路、单相全波整流电路、三相半波整流电路和三相全波整流电路四种类型。
1.单相半波整流电路:单相半波整流电路由一个二极管、一个负载电阻和一个输入电源组成。
工作原理如下:当输入电源为正半周期时,二极管导通,电流通过负载电阻。
当输入电源为负半周期时,二极管截止,电流不通过负载电阻。
因此,输出电压为输入电压的正半周期。
2.单相全波整流电路:单相全波整流电路由两个二极管、一个中心引线和一个负载电阻组成。
工作原理如下:当输入电源的正半周期时,D1导通,电流通过D1和负载电阻。
当输入电源的负半周期时,D2导通,电流通过D2和负载电阻。
因此,输出电压为输入电压的绝对值。
3.三相半波整流电路:三相半波整流电路由三个二极管、三个负载电阻和一个输入电源组成。
工作原理如下:当输入电源的A相为正半周期时,D1导通,电流通过D1和负载电阻。
当输入电源的B相为正半周期时,D2导通,电流通过D2和负载电阻。
当输入电源的C相为正半周期时,D3导通,电流通过D3和负载电阻。
因此,输出电压为输入电压的正半周期。
4.三相全波整流电路:三相全波整流电路由三个二极管、三个负载电阻和一个输入电源组成。
工作原理如下:当输入电源的A相为正半周期时,D1和D4导通,电流通过D1、D4和负载电阻。
当输入电源的B相为正半周期时,D2和D5导通,电流通过D2、D5和负载电阻。
当输入电源的C相为正半周期时,D3和D6导通,电流通过D3、D6和负载电阻。
因此,输出电压为输入电压的绝对值。
以上是四种常见的整流电路的电路图和工作原理。
整流电路在电力系统、电子设备等领域中广泛应用,能够将交流电转换成直流电,为后续电路的正常工作提供了基础。
十个精密整流电路的详细分析图1是最经典的电路,优点是可以在电阻R5上并联滤波电容.电阻匹配关系为R1=R2,R4=R5=2R3;可以通过更改R5来调节增益分析:当Ui>0时,分析各点电压正负关系可知D1截止,D2导通,R1,R2和A1构成了反向比例运算器,增益为-1,R4,R3,R5和A2构成了反向求和电路,通过R4的支路的增益为-1,通过R3支路的增益为-2,等效框图如下:当Ui>0时,最终放大倍数为1,输入阻抗为R1||R4。
当Ui<0时,分析各点电压的正负关系可知,D1导通,D2截止,A1的作用导致R2左端电压钳位在0V ,A2的反馈导致R3右端电压钳位在0V ,所以R2、R3支路两端电位相等,无电流通过,R4,R5和A2构成反向比例运算器,增益为-1,输入阻抗仍为R1||R4。
因此,此电路的输出等于输入的绝对值。
此电路的优点:输入阻抗恒等于R1||R4,输入阻抗低,调节R5可调节此电路的增益大小,在R5上并联电容可实现滤波功能。
此电路适用低频电路,当频率大时,输出电压产生偏移,且输入电压接近0V 时,输出电压失真,二极管的选型也非常重要,需选导通压降大些的。
输入信号小时,也会影响最终输出。
---图2优点是匹配电阻少,只要求R1=R2图2 四个二极管型分析:当Ui>0时,根据各点电压正负情况可知D1,D4导通,D2,D3截止,A1的作用导致R2左端电压钳位在0V,R3上无电流通过,所以无压降,Uo=Ui当Ui<0时,根据各点电压正负情况可知D1,D4截止,D2、D3导通,A1为反向比例运算器,增益为-R2/R1,A2为电压跟随器,所以输出电压为Uo=-Ui。
此电路采用两个运放分别处理正电压和负电图4 等值电阻型分析:当Ui>0时,D1导通,D2截止,A1为反向比例运算器,增益为-R2/R1,即为-1,R5左端电压因为A1的作用被钳位在0V,A2也可看成反向比例运算器,增益为-R4/R3 ,也为-1,所以输入为正电压时的增益为1.当Ui<0时,D1截止,D2导通,A1的反馈由两路组成,一是经R5反馈,二是由运放A2复合而成调节R1可调节此电路的增益,缺点:当频率大时,负电压时的复合反馈会影响信号的输出图5 单运放T型当Ui>0时,D1导通,D2截止,R3下端电位被钳位在0V,R2没有回路,所以流经电流为0,即无压降,Uo=1/2Ui当Ui<0时,D1截止,D2导通,R3上无电流,无压降,增益为-R2/R1,即为-1/2,当输入正电压时,输出阻抗比较高图6 单运放三角型分析:当Ui>0时,D1导通,D2截止,相当于电阻分压网络当Ui<0时,D1截止,D2导通,相当于反向放大电路,增益为-R2/R1,即为-1这两个电路的缺点都是输出阻抗比较高,输入阻抗随信号极性的变化而变化,优点就是只用了一个运放,电路结构比较简单。
三相半波、桥式(全波)整流及六脉冲整流电路1.三相半波整流滤波当功率进一步增加或由于其他原因要求多相整流时,三相整流电路就被提了出来。
图1所示就是三相半波整流电路原理图。
在这个电路中,三相中的每一相都和单独形成了半波整流电路,其整流出的三个电压半波在时间上依次相差1200叠加,并且整流输出波形不过0点,其最低点电压一叫叩/2(恸。
-120加1/2。
式中up——是交流输入电压幅值。
并且在一个周期中有三个宽度为1200的整流半波。
因此它的滤波电容器的容量可以比单相半波整流和单相全波整流时的电容量都小。
图1三相半波整流电路原理图2.三相桥式(全波)整流滤波图2所示是三相桥式全波整流电路原理图。
图3是它们的整流波形图。
图3(a)是三相交流电压波形;图3(b)是三相半波整流电压波形图;图3(c)是三相全波整流电压波形图。
在输出波形图中,N粗平直虚线是整流滤波后的平均输出电压值,虚线以下和各正弦波的交点以上(细虚线以上)的小脉动波是整流后未经滤波的输出电压波形。
图2三相桥式全波整流电路原理图由图1和图2可以看出,三相半波整流电路和三相桥式全波整流电路的结构是有区别的。
(1)三相半波整流电路只有三个整流二极管,而三相全波整流电路中却有六只整流二极管;(2)三相半波整流电路需要输入电源的中线,而三相全波整流电路则不需要输入电源的中线。
由图3可以看出三相半波整流波形和三相全波整流电路则不需要输入电源的中线。
1/二由交葆电反波电।一三相半波整潼电压波彤u)三柏至波赘灌电屈漉影图3三相整流的波形图①三相半波整流波形的脉动周期是1200而三相全波整流波形的脉动周期是600;②三相半波整流波形的脉动幅度和输出电压平均值:三相半波整流波形的脉动幅度是:t/=y/l-sin30°)⑴式中U——脉动幅度电压;UP是正弦半波幅值电压,比如有效值为380V的线电压,其半波幅值电压为:二-'口:;」二一⑵那么其脉动幅度电压就是:「L‘输出电压平均值U是从30o~150o积分得,%=1/(%/3)J包sin成必以)=1.7^=220x17=3747(3)L"一式中Ud——输出电压平均值;U A——相电压有效值。
整流电路电力网供给用户的是交流电,而各种无线电装置需要用直流电。
整流,就是把交流电变为直流电的过程。
利用具有单向导电特性的器件,可以把方向和大小交变的电流变换为直流电。
下面介绍利用晶体二极管组成的各种整流电路。
一、半波整流电路图5-1、是一种最简单的整流电路。
它由电源变压器B 、整流二极管D 和负载电阻Rfz ,组成。
变压器把市电电压(多为220伏)变换为所需要的交变电压e2 ,D 再把交流电变换为脉动直流电。
下面从图5-2的波形图上看着二极管是怎样整流的。
变压器砍级电压e2 ,是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压,它的波形如图5-2(a)所示。
在0~K时间内,e2 为正半周即变压器上端为正下端为负。
此时二极管承受正向电压面导通,e2 通过它加在负载电阻Rfz上,在π~2π时间内,e2 为负半周,变压器次级下端为正,上端为负。
这时D 承受反向电压,不导通,Rfz,上无电压。
在π~2π时间内,重复0~π时间的过程,而在3π~4π时间内,又重复π~2π时间的过程…这样反复下去,交流电的负半周就被"削"掉了,只有正半周通过Rfz,在Rfz上获得了一个单一右向(上正下负)的电压,如图5-2(b)所示,达到了整流的目的,但是,负载电压Usc 。
以及负载电流的大小还随时间而变化,因此,通常称它为脉动直流。
这种除去半周、图下半周的整流方法,叫半波整流。
不难看出,半波整说是以"牺牲"一半交流为代价而换取整流效果的,电流利用率很低(计算表明,整流得出的半波电压在整个周期内的平均值,即负载上的直流电压Usc =0.45e2 )因此常用在高电压、小电流的场合,而在一般无线电装置中很少采用。
二、全波整流电路如果把整流电路的结构作一些调整,可以得到一种能充分利用电能的全波整流电路。
图5-3 是全波整流电路的电原理图。
全波整流电路,可以看作是由两个半波整流电路组合成的。
变压器次级线圈中间需要引出一个抽头,把次组线圈分成两个对称的绕组,从而引出大小相等但极性相反的两个电压e2a 、e2b ,构成e2a 、D1、Rfz与e2b 、D2 、Rfz ,两个通电回路。
1. 第一种的模拟电子书上(第三版442页)介绍的经典电路。
A1用的是半波整流并且放 大两倍,A2用的是求和电路,达到精密整流的目的。
(R1=R3=R4=R5=2R2)2. 第二种方法看起来比较简单A1是半波整流电路,是负半轴有输岀,A2的电压跟随器的 变形,正半轴有输岀,这样分别对正负半轴的交流电进行整流! (R1=R2)3.第三种电路图3咼输入阻抗型图4等值电阻型R1U1 ZOR ^^7R2 1OKR3 20KarR1 R220K 10KUiR31 0K謝1>1图6单运放三箱形图5单运放T 型© 8壊益等于1复合放大器型R2R4■叭R101 -DH-D2Uo丄R3图9复合放大器输入不对称型 因10单电源运放元二极管型这个电路真是他妈的坑爹,经过我半天的分析才发现是这样的结论:Uo=-|Ui|,整出来的电路全是负的,真想不通为什么作者放到这里,算了先把分析整理一下:当Ui>0的时候电路等效是这样的放大器B是加减运算电路.Uo2= (1+R^Rl) Ui- (R§R3) Uol=-Ui 当Ui<0的时候电路图等效如下:以上是这个电路的全部分析,但是想达到正向整流的效果就应该把二极管全部反向过来电路和仿真效果如下图所示4. 第四种电路是要求所有电阻全部相等。
这个仿真相对简单。
电路和仿貞•效果如下计算方法如下:当Ui>0时,D1导通,D2截止(如果真是不淸楚为什么是这样分析,可以参照模拟电 子技术书上对于第一种电路的分析),这是电路图等效如下(R6是为了测试信号源用的 跟这个电路没有直接的关系,不知道为什么不加这个电阻就仿真不了)/Z—'1—厶丿r%R 8 uvD34«>Postonth10I martAu?n Oro Shot CursorsmVLM3少AC OC GNDCFF AC [FMlChannel AU2:AClkimielCZA+IH10K10KRo I0KCM :#SOLTC© 8 C nn=DI00E•:TEXT :〔U2:B这时在放大器B 的部分构成加减运算电路,uo2=-uol=-(-ui)注意:这里放大器B 的正相输入端是相当于接地的,我刚开始一直没有想通,后来明白 了,这一条线路上是根本就没有电流的,根本就没有办法列出方程来。
精密整流电路
把交流电变为单向脉动电,称为整流,若能把微弱的交流电转换成单向脉动电,则称为精密整流或精密检波,此电路必须由精密二极管(由运放和二极管组成)来实现。
一. 精密二极管电路
1. 普通二极管整流存在的问题:见图8.4.1
Δ有死区电压S i管为0.5V,小信号时呈指数关系,见图(a) U o=U i-U D,即0<U i<U D,二极管截止,U-o=0,故小信号整流(或称检波)误差答,甚至无法工作。
2. 精密整流二极管电路见图8.4.2
Δ二极管D接在电压跟随器反馈支路中
ΔD导通时,(开环增益)
与上面普通二极管导通时U o=U i-U D相比,U D的影响减小到
如果死区电压U D=0.5V,则,可见U i’只要大于5μV使D导通,就有输出。
Δ工作原理分析见图(b)传输特性。
当U i>0,U o’>0,D通i L>0,U o=U i
当U i<0,U o’<0,D止i L=0,U o=0
二. 精密半波正路电路见图8.4.3
U i>0,U A<0,D2通,D1止,R1为D2提供电路,R f中无电流流过,U o=0
U i<0,U A>0,D1通,D2止,
三. 精密全波整流(绝对值电路) 见图8.4.4
ΔA1为半波精密整流
U i>0,U A<0,D1通,D2止,U o1= -2U i
U i<0,U A>0,D1止,D2通,U o1=0
ΔA2为反相求和:U o= -(U i+U o1)。
各种整流电路桥式整流电路图及工作原理介绍桥式整流电路如图1所示,图(a)、(b)、(c)是桥式整流电路的三种不同画法。
由电源变压器、四只整流二极管D1~4 和负载电阻RL组成。
四只整流二极管接成电桥形式,故称桥式整流。
图1 桥式整流电路图桥式整流电路的工作原理如图2所示。
图2 桥式整流电路原理图在u2的正半周,D1、D3导通,D2、D4截止,电流由TR次级上端经D1→ RL →D3回到TR 次级下端,在负载RL上得到一半波整流电压;在u2的负半周,D1、D3截止,D2、D4导通,电流由Tr次级的下端经D2→ RL →D4 回到Tr次级上端,在负载RL 上得到另一半波整流电压。
这样就在负载RL上得到一个与全波整流相同的电压波形,其电流的计算与全波整流相同,即UL = 0.9U2;IL = 0.9U2/RL流过每个二极管的平均电流为:ID = IL/2 = 0.45 U2/RL什么叫硅桥,什么叫桥堆目前,小功率桥式整流电路的四只整流二极管,被接成桥路后封装成一个整流器件,称"硅桥"或"桥堆",使用方便,整流电路也常简化为图1(c)的形式。
桥式整流电路克服了全波整流电路要求变压器次级有中心抽头和二极管承受反压大的缺点,但多用了两只二极管。
在半导体器件发展快,成本较低的今天,此缺点并不突出,因而桥式整流电路在实际中应用较为广泛。
电设计网()二极管整流电路原理与分析半波整流二极管半波整流电路实际上利用了二极管的单向导电特性。
当输入电压处于交流电压的正半周时,二极管导通,输出电压v o=v i-v d。
当输入电压处于交流电压的负半周时,二极管截止,输出电压v o=0。
半波整流电路输入和输出电压的波形如图所示。
电设计网()图3二极管半波整流电路对于使用直流电源的电动机等功率型的电气设备,半波整流输出的脉动电压就足够了。
但对于电子电路,这种电压则不能直接作为半导体器件的电源,还必须经过平滑(滤波)处理。
平滑处理电路实际上就是在半波整流的输出端接一个电容,在交流电压正半周时,交流电源在通过二极管向负载提供电源的同时对电容充电,在交流电压负半周时,电容通过负载电阻放电。
图4电容输出的二极管半波整流电路通过上述分析可以得到半波整流电路的基本特点如下:(1)半波整流输出的是一个直流脉动电压。
(2)半波整流电路的交流利用率为50%。
(3)电容输出半波整流电路中,二极管承担最大反向电压为2倍交流峰值电压(电容输出时电压叠加)。
(3)实际电路中,半波整流电路二极管和电容的选择必须满足负载对电流的要求。
全波整流当输入电压处于交流电压的正半周时,二极管D1导通,输出电压V o=v i-V D1。
当输入电压处于交流电压的负半周时,二极管D2导通,输出电压V o=v i-V D2。
图5二极管全波整流电路由上述分析可知,二极管全波整流电路输出的仍然是一个方向不变的脉动电压,但脉动频率是半波整流的一倍。
通过与半波整流相类似的计算,可以得到全波整流输出电压有效值V o rsm=0.9U rsm。
全波整流输出的直流脉动电压仍然不能满足电子电路对直流电源的要求,必须经过平滑(滤波)处理。
与半波整流相同,平滑处理电路是在全波整流的输出端接一个电容。
电容在脉动电压的两个峰值之间向负载放电,使输出电压得到相应的平滑。
电设计网()图6 电容输出的二极管全波整流电路通过上述分析可以得到全波整流电路的基本特点如下:(1)全波整流输出的是一个直流脉动电压。
(2)全波整流电路的交流利用率为100%。
(3)电容输出全波整流电路,二极管承担的最大反向电压为2倍交流峰值电压(电容输出时电压叠加)。
(4)实际电路中,全波整流电路中二极管和电容的选择必须满足负载对电流的要求。
桥式整流所谓桥式整流电路,就是用二极管组成一个整流电桥。
当输入电压处于交流电压正半周时,二极管D1、负载电阻R L、D3构成一个回路(图5中虚线所示),输出电压V o=v i-V D1-V D3。
输入电压处于交流电压负半周时,二极管D2、负载电阻R L、D4构成一个回路,输出电压V o=v i-V D2-V D4。
图中滤波电容的工作状态。
图7二极管桥式整流电路由上述分析可知,二极管桥式整流电路输出的也是一个方向不变的脉动电压,但脉动频率是半波整流的一倍。
与半波整流输出电压有效值计算相类似,可以得到桥式整流输出电压有效值V o rsm=0.9U rs m。
通过上述分析,可以得到桥式整流电路的基本特点如下:(1)桥式整流输出的是一个直流脉动电压。
(2)桥式整流电路的交流利用率为100%。
(3)电容输出桥式整流电路,二极管承担的最大反向电压为2倍的交流峰值电压(电容输出时电压叠加)。
(4)桥式整流电路二极管的负载电流仅为半波整流的一半。
(5)实际电路中,桥式整流电路中二极管和电容的选择必须满足负载对电流的要求。
各种整流电路及工作原理介绍本文介绍一下利用二极管组成的各种整流电路及工作原理一、半波整流电路图5-1、是一种最简单的整流电路。
它由电源变压器B、整流二极管D和负载电阻R fz,组成。
变压器把市电电压(多为220伏)变换为所需要的交变电压e2,D再把交流电变换为脉动直流电。
电设计网()下面从图5-2的波形图上看着二极管是怎样整流的。
变压器砍级电压e2,是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压,它的波形如图5-2(a)所示。
在0~K时间内,e2为正半周即变压器上端为正下端为负。
此时二极管承受正向电压面导通,e2通过它加在负载电阻R fz 上,在π~2π时间内,e2为负半周,变压器次级下端为正,上端为负。
这时D承受反向电压,不导通,R fz,上无电压。
在π~2π时间内,重复0~π时间的过程,而在3π~4π时间内,又重复π~2π时间的过程…这样反复下去,交流电的负半周就被"削"掉了,只有正半周通过R fz,在R fz上获得了一个单一右向(上正下负)的电压,如图5-2(b)所示,达到了整流的目的,但是,负载电压Usc。
以及负载电流的大小还随时间而变化,因此,通常称它为脉动直流。
这种除去半周、图下半周的整流方法,叫半波整流。
不难看出,半波整说是以"牺牲"一半交流为代价而换取整流效果的,电流利用率很低(计算表明,整流得出的半波电压在整个周期内的平均值,即负载上的直流电压Usc =0.45e2 )因此常用在高电压、小电流的场合,而在一般无线电装置中很少采用。
电设计网()二、全波整流电路如果把整流电路的结构作一些调整,可以得到一种能充分利用电能的全波整流电路。
图5-3 是全波整流电路的电原理图。
全波整流电路,可以看作是由两个半波整流电路组合成的。
变压器次级线圈中间需要引出一个抽头,把次组线圈分成两个对称的绕组,从而引出大小相等但极性相反的两个电压e2a、e2b,构成e2a、D1、R fz 与e2b、D2、R fz,两个通电回路。
全波整流电路的工作原理,可用图5-4 所示的波形图说明。
在0~π间内,e2a对Dl为正向电压,D1导通,在R fz上得到上正下负的电压;e2b对D2为反向电压,D2不导通(见图5-4(b)。
在π-2π时间内,e2b 对D2为正向电压,D2导通,在R fz上得到的仍然是上正下负的电压;e2a对D1为反向电压,D1不导通(见图5-4(C)。
电设计网()如此反复,由于两个整流元件D1、D2轮流导电,结果负载电阻R fz上在正、负两个半周作用期间,都有同一方向的电流通过,如图5-4(b)所示的那样,因此称为全波整流,全波整流不仅利用了正半周,而且还巧妙地利用了负半周,从而大大地提高了整流效率(Usc=0.9e2,比半波整流时大一倍)。
图5-3所示的全波整滤电路,需要变压器有一个使两端对称的次级中心抽头,这给制作上带来很多的麻烦。
另外,这种电路中,每只整流二极管承受的最大反向电压,是变压器次级电压最大值的两倍,因此需用能承受较高电压的二极管。
电设计网()图5-5(a)为桥式整流电路图(b)图为其简化画法三、桥式整流电路桥式整流电路是使用最多的一种整流电路。
这种电路,只要增加两只二极管口连接成"桥"式结构,便具有全波整流电路的优点,而同时在一定程度上克服了它的缺点。
桥式整流电路的工作原理如下:e2为正半周时,对D1、D3和方向电压,Dl,D3导通;对D2、D4加反向电压,D2、D4截止。
电路中构成e2、Dl、R fz、D3通电回路,在R fz,上形成上正下负的半波整洗电压,e2为负半周时,对D2、D4加正向电压,D2、D4导通;对D1、D3加反向电压,D1、D3截止。
电路中构成e2、D2R fz、D4通电回路,同样在R fz上形成上正下负的另外半波的整流电压。
如此重复下去,结果在R fz,上便得到全波整流电压。
其波形图和全波整流波形图是一样的。
从图5-6中还不难看出,桥式电路中每只二极管承受的反向电压等于变压器次级电压的最大值,比全波整洗电路小一半!四、整流元件的选择和运用需要特别指出的是,二极管作为整流元件,要根据不同的整流方式和负载大小加以选择。
如选择不当,则或者不能安全工作,甚至烧了管子;或者大材小用,造成浪费。
表5-1 所列参数可供选择二极管时参考。
另外,在高电压或大电流的情况下,如果手头没有承受高电压或整定大电滤的整流元件,可以把二极管串联或并联起来使用。
图5-7 示出了二极管并联的情况:两只二极管并联、每只分担电路总电流的一半口三只二极管并联,每只分担电路总电流的三分之一。
总之,有几只二极管并联,"流经每只二极管的电流就等于总电流的几分之一。
但是,在实际并联运用时",由于各二极管特性不完全一致,不能均分所通过的电流,会使有的管子困负担过重而烧毁。
因此需在每只二极管上串联一只阻值相同的小电阻器,使各并联二极管流过的电流接近一致。
这种均流电阻R一般选用零点几欧至几十欧的电阻器。
电流越大,R应选得越小。
图5-8示出了二极管串联的情况。
显然在理想条件下,有几只管子串联,每只管子承受的反向电压就应等于总电压的几分之一。
但因为每只二极管的反向电阻不尽相同,会造成电压分配不均:内阻大的二极管,有可能由于电压过高而被击穿,并由此引起连锁反应,逐个把二极管击穿。
在二极管上并联的电阻R,可以使电压分配均匀。
均压电阻要取阻值比二极管反向电阻值小的电阻器,各个电阻器的阻值要相等。
电设计网()电设计网()。