單相整流電路

(一)半波整流電路

單相半波整流電路如下圖(a)所示,圖中Tr為電源變壓器,用來將市電220V交流電壓變換為整流電路所要求的交流低電壓,同時保證直流電源與市電電源有良好的隔離。設V為整流二極管,令它為理想二極管,RL為要求直流供電的負載等效電阻。

單相整流電路

由圖可見,負載上得到單方向的脈動電壓,由於電路只在u2的正半周有輸出,所以稱為半波整流電路。半波整流電路結構簡單,使用元件少,但整流效率低,輸出電壓脈動大,因此,它只使用於要求不高的場合。

(二)橋式整流電路

為了克服半波整流的缺點,常採用橋式整流電路,如下圖所示,圖中V1、V2、V3、V4四隻整流 二極管接成電橋形式,故稱為橋式整流。

1、工作原理和輸出波形

設變壓器二次電壓u2=21/2U2sinωt,波形如電壓、電流波形圖(a)所示。在u2的正半周,即a點為正,b點為負時,V1、V3承受正向電壓而導通,此時有電流流過RL,電流路徑為a→V1→RL→V3→b,此時V2、V4因反偏而截止,負載RL上得到一個半波電壓,如電壓、電流波形圖(b)中的0~π段所示。若略去二極管的正向壓降,則uO≈u2。

電壓、電流波形在u2的負半周,即a點為負b點為正時,V1、V3因反偏而截止,V2、V4正偏而導通,此時有電流流過RL,電流路徑為b→V2→RL→V4→a。這時RL上得到一個與0~π段相同的半波電壓如電壓、電流波形圖(b)中的π~2π段所示,若略去二極管的正向壓降,uO≈-u2。

由此可見,在交流電壓u2的整個週期始終有同方向的電流流過負載電阻RL,故RL上得到單方向全波脈動的直流電壓。可見,橋式整流電路輸出電壓為半波整流電路輸出電壓的兩倍,所以橋式整流電路輸出電壓平均值為uO=2×0.45U2=0.9U2。橋式整流電路中,由於每兩隻二極管只導通半個週期,故流過每隻二極管的平均電流僅為負載電流的一半,在u2的正半周,V1、V3導通時,可將它們看成短路,這樣V2、V4就並聯在u2上,其承受的反向峰值電壓為URM=21/2U2。同理,V2、V4導通時,V1、V3截止,其承受的反向峰值電壓也為URM=21/2U2。二極管承受電壓的波形如電壓、電流波形圖(d)所示。

單相整流電路

由上圖可見,在交流電壓u2的整個週期始終有同方向的電流流過負載電阻RL,故RL上得到單方 向全波脈動的直流電壓。可見,橋式整流電路輸出電壓為半波整流電路輸出電壓的兩倍。橋式整流電路與半波整流電路相比較,其輸出電壓UO提高,脈動成分減小了。

2、參數估算

單相整流電路


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