中文名 | 全波整流電路 | 外文名 | Full wave rectifier circuit |
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組????成 | 兩個(gè)整流器 | 作????用 | 用于電源的整流 |
全波整流輸出電壓的直流成分(較半波)增大,脈動(dòng)程度減小,但變壓器需要中心抽頭、制造麻煩,整流二極管需承受的反向電壓高,故一般適用于要求輸出電壓不太高的場(chǎng)合。
全波整流是一種對(duì)交流整流的電路。在這種整流電路中,在半個(gè)周期內(nèi),電流流過(guò)一個(gè)整流器件(比如晶體二極管),而在另一個(gè)半周內(nèi),電流流經(jīng)第二個(gè)整流器件,并且兩個(gè)整流器件的連接能使流經(jīng)它們的電流以同一方向流過(guò)負(fù)載。全波整流整流前后的波形與半波整流所不同的,是在全波整流中利用了交流的兩個(gè)半波,這就提高了整流器的效率,并使已整電流易于平滑。因此在整流器中廣泛地應(yīng)用著全波整流。在應(yīng)用全波整流器時(shí)其電源變壓器必須有中心抽頭。無(wú)論正半周或負(fù)半周,通過(guò)負(fù)載電阻R的電流方向總是相同的。
全波整流電路的工作過(guò)程是:在u2的正半周(ωt=0~π)D1正偏導(dǎo)通,D2反偏截止,RL上有自上而下的電流流過(guò),RL上的電壓與u21相同。
在u2的負(fù)半周(ωt=π~2π),D1反偏截止,D2正偏導(dǎo)通,RL上也有自上而下的電流流過(guò),RL上的電壓與u22相同。可畫出整流波形如圖Z0704所示。可見,負(fù)載凡上得到的也是一單向脈動(dòng)電流和脈動(dòng)電壓。其平均值分別為:
GS0705
流過(guò)負(fù)載的平均電流為
GS0706
流過(guò)二極管D的平均電流(即正向電流)為
加在二極管兩端的最高反向電壓為
選擇整流二極管時(shí),應(yīng)以此二參數(shù)為極限參數(shù)。
全波整流電路是指能夠把交流轉(zhuǎn)換成單一方向電流的電路,最少由兩個(gè)整流器合并而成,一個(gè)負(fù)責(zé)正方向,一個(gè)負(fù)責(zé)負(fù)方向,最典型的全波整流電路是由四個(gè)二極管組成的整流橋,一般用于電源的整流。也可由MOS管搭建?!?..
全波整流電路和橋式整流電路的特點(diǎn)與區(qū)別?
全波整流電路和橋式整流電路的特點(diǎn)與區(qū)別:交流輸入比較:全波要求是對(duì)稱的雙交流輸入,橋式只用一組交流。所以全波的交流電源比橋式復(fù)雜。由此引起成本(變壓器次級(jí)利用率)、線路等的不同。二極管反向電壓比較:因...
全波整流電路和橋式整流電路的特點(diǎn)與區(qū)別?
全波整流電路只用兩只二極管,就可以實(shí)現(xiàn)全波整流,但需要變壓器二次線圈是雙繞組的。也就是有中心抽頭的。二極管承受的最大反向電壓要求高。2√2.橋式整流電路,需要四只二極管,才可以實(shí)現(xiàn)全波整流,變壓器二次...
在包括差分地放大輸入交流信號(hào)以產(chǎn)生第一和第二放大的輸出電壓的差分放大器,以及用于產(chǎn)生參考電壓的電壓參考電路的全波整流電路中,差分對(duì)電路在參考電壓的基礎(chǔ)上對(duì)第一和第二放大的輸出電壓進(jìn)行半波整流,以獲得第一和第二半波整流的電流。差分對(duì)電路包括組合部分,用于將第一和第二半波整流電流組合成全波整流電流。全波整流電路還可包括電流/電壓轉(zhuǎn)換部分,用于將全波整流的電流轉(zhuǎn)換成全波整流的電壓。
一種具有第一和第二電源端子的全波整流電路,其第一和第二電源端子分別加有第一和第二電源電位,第一電源電位高于第二電源電位,其特征在于所述全波整流電路包括:差分放大器,具有在其間加有輸入交流信號(hào)的第一和第二放大器輸入端,用于差分地放大輸入交流信號(hào),所述差分放大器具有第一和第二放大器輸出端,用于分別產(chǎn)生第一和第二放大的輸出電壓,二者彼此反相;電壓參考電路,用于在第一和第二電源電位之間產(chǎn)生參考電壓;以及差分對(duì)電路,具有分別聯(lián)到第一和第二放大器輸出端的第一和第二差分輸入端,并且具有加有參考電壓的參考輸入端,用于在參考電壓的基礎(chǔ)上對(duì)第一和第二放大的輸出電壓進(jìn)行半波整流G 。2100433B
整流電路是利用半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娦阅馨呀涣麟娮兂蓡蜗蛎}動(dòng)直流電的電路。
全波整流電路:一種具有第一和第二電源端子的全波整流電路,其第一和第二電源端子分別加有第一和第二電源電位,第一電源電位高于第二電源電位,其特征在于所述全波整流電路包括:差分放大器,具有在其間加有輸入交流信號(hào)的第一和第二放大器輸入端,用于差分地放大輸入交流信號(hào),所述差分放大器具有第一和第二放大器輸出端,用于分別產(chǎn)生第一和第二放大的輸出電壓,二者彼此反相;電壓參考電路,用于在第一和第二電源電位之間產(chǎn)生參考電壓。
全波整流使交流電的兩半周期都得到了利用。其各項(xiàng)整流因數(shù)則與半波整流時(shí)不同。全波整流電路如圖所示。它是由次級(jí)具有中心抽頭的電源變壓器Tr、兩個(gè)整流二極管D1、D2和負(fù)載電阻RL組成。變壓器次級(jí)電壓u21和u22大小相等,相位相反,即
u21 = - u22 =
式中,U2 是變壓器次級(jí)半邊繞組交流電壓的有效值。
全波整流電路的工作過(guò)程是:在u2 的正半周(ωt = 0~π)D1正偏導(dǎo)通,D2反偏截止,RL上有自上而下的電流流過(guò),RL上的電壓與u21 相同。
在u2 的負(fù)半周(ωt =π~2π),D1反偏截止,D2正偏導(dǎo)通,RL上也有自上而下的電流流過(guò),
RL上的電壓與u22相同。可畫出整流波形如圖Z0704所示。 可見,負(fù)載RL上得到的也是一單向脈動(dòng)電流和脈動(dòng)電壓。其平均值分別為:GS0705
流過(guò)負(fù)載的平均電流為:GS0706
選擇整流二極管時(shí),應(yīng)以此二參數(shù)為極限參數(shù)。
雙半波整流電路
變壓器次級(jí)中心抽頭的全波整流電路。從圖2的電路很容易看出,它是兩個(gè)半波整流電路結(jié)合而成的,所以也稱為雙半波整流電路。變壓器的中心抽頭為地電位,把交流電壓正、負(fù)半周分成兩部分。正弦交流電正半周時(shí)二極管DA導(dǎo)通,電流通過(guò)DA到負(fù)載;負(fù)半周時(shí)二極管DB導(dǎo)通,電流通過(guò)DB也到負(fù)載。和半波整流電路相比,在交流電壓的正、負(fù)半周上都有電流通過(guò)負(fù)載。雖然每個(gè)時(shí)刻流到負(fù)載的電流并未增加,但平均輸出電流比半波整流加倍,流過(guò)每個(gè)管的電流為負(fù)載電流的1/2。有載時(shí)平均輸出電壓是變壓器次級(jí)半個(gè)繞組電壓有效值的0.9倍[1]。
雙半波整流電路
橋式全波整流電路
經(jīng)常使用的整流電路是橋式全波整流電路。它的變壓器次級(jí)只有一個(gè)繞組,接在由四只二極管組成的電橋上。四只管又分成兩對(duì),每對(duì)串聯(lián)起來(lái)工作。當(dāng)正弦交流電的正半周到來(lái)時(shí),即變壓器次級(jí)上端為正時(shí),二極管DA和DC導(dǎo)通而二極管DB和DD截止,如圖3b所示。當(dāng)正弦交流電壓的下半周到來(lái)時(shí),即變壓器上端相對(duì)于下端為負(fù)時(shí),二極管DB和DD導(dǎo)通而二極管DA和DC截止,如圖3c所示。可以看出,不論是DA和DC導(dǎo)通,或是DB和DD導(dǎo)通,流過(guò)負(fù)載的電流方向都是一致的,在負(fù)載上產(chǎn)生的電壓都是上正下負(fù)。輸出波形與變壓器具有中心抽頭的全波整流器的整流波形相同,如圖3d。每一個(gè)脈沖波形對(duì)應(yīng)兩個(gè)導(dǎo)通管[1]。
另外,當(dāng)DA和DC管導(dǎo)通時(shí),可近似將它們看作短路,變壓器次級(jí)的反向峰值電壓是加到截止管DB和DD上的(兩管并聯(lián)),所以每只管承受的反向峰值電壓為√2Erms。加到電阻性或電感性負(fù)載上的輸出電壓為變壓器次級(jí)有效值電壓的0.9倍;加到電容性負(fù)載的輸出電壓是變壓器次級(jí)有效值電壓的√2倍。一般估算認(rèn)為,帶負(fù)載時(shí)輸出電壓為1.2Erms。兩對(duì)二極管交替工作,輸出電流比半波整流器加大了一倍,每只管流過(guò)的電流ID僅為負(fù)載電流Id的一半,即ID=1/2Id[1]。
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評(píng)分: 4.6
開放型EI型電源變壓器設(shè)計(jì)有多種多樣的方法.通常為交流輸出且告訴交流電壓和負(fù)荷,易達(dá)到客戶的要求。但是對(duì)設(shè)計(jì)開發(fā)者來(lái)說(shuō),客戶經(jīng)常有特殊要求.如有輸出為全波整流電路情況下.不是很簡(jiǎn)單的電壓與電流之積,必須通過(guò)電路原理進(jìn)行轉(zhuǎn)換,這對(duì)設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)是一個(gè)較為頭疼的問(wèn)題.一般初次設(shè)計(jì)不能準(zhǔn)確計(jì)算出圈數(shù)、線徑和溫升.本文擬對(duì)全波計(jì)算提供較為準(zhǔn)確方法,并作些深入探討,供大家參考。
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第 2章 整流電路 主要內(nèi)容:?jiǎn)蜗嗫煽卣麟娐返墓ぷ髟怼⒉ㄐ畏治黾坝?jì)算,續(xù)流二極管的作用及有 關(guān)波形分析。三相半波整流電路的波形分析及計(jì)算。三相全控橋的工作原理、波形分析及 計(jì)算。整流變壓器原、附邊繞組電流有效值及容量計(jì)算。帶平衡電抗器的雙反星性大功率 整流電路工作原理及波形分析。變壓器漏抗對(duì)整流電路的影響。電路中諧波的產(chǎn)生、組成 及抑制方法。整流電路的諧波和功率因數(shù)。整流電路的有源逆變工作原理及實(shí)施逆變的條 件,逆變顛覆及防止措施。觸發(fā)脈沖與主回路電壓的同步,移相工作原理。 重點(diǎn):?jiǎn)蜗嗫煽卣麟娐返墓ぷ髟?、波形分析及?jì)算。三相半波整流電路的波形分 析及計(jì)算。三相全控橋的工作原理、波形分析及計(jì)算。變壓器漏抗對(duì)整流電路的影響。電 路中諧波的產(chǎn)生、組成及抑制方法。整流電路的諧波和功率因數(shù)。整流電路的有源逆變工 作原理及實(shí)施逆變的條件,逆變顛覆及防止措施。觸發(fā)脈沖與主回路電壓的同步,移相工
雙半波整流電路
變壓器次級(jí)中心抽頭的全波整流電路。從圖2的電路很容易看出,它是兩個(gè)半波整流電路結(jié)合而成的,所以也稱為雙半波整流電路。變壓器的中心抽頭為地電位,把交流電壓正、負(fù)半周分成兩部分。正弦交流電正半周時(shí)二極管DA導(dǎo)通,電流通過(guò)DA到負(fù)載;負(fù)半周時(shí)二極管DB導(dǎo)通,電流通過(guò)DB也到負(fù)載。和半波整流電路相比,在交流電壓的正、負(fù)半周上都有電流通過(guò)負(fù)載。雖然每個(gè)時(shí)刻流到負(fù)載的電流并未增加,但平均輸出電流比半波整流加倍,流過(guò)每個(gè)管的電流為負(fù)載電流的1/2。有載時(shí)平均輸出電壓是變壓器次級(jí)半個(gè)繞組電壓有效值的0.9倍 。
橋式全波整流電路
經(jīng)常使用的整流電路是橋式全波整流電路。它的變壓器次級(jí)只有一個(gè)繞組,接在由四只二極管組成的電橋上。四只管又分成兩對(duì),每對(duì)串聯(lián)起來(lái)工作。當(dāng)正弦交流電的正半周到來(lái)時(shí),即變壓器次級(jí)上端為正時(shí),二極管DA和DC導(dǎo)通而二極管DB和DD截止,如圖3b所示。當(dāng)正弦交流電壓的下半周到來(lái)時(shí),即變壓器上端相對(duì)于下端為負(fù)時(shí),二極管DB和DD導(dǎo)通而二極管DA和DC截止,如圖3c所示??梢钥闯?,不論是DA和DC導(dǎo)通,或是DB和DD導(dǎo)通,流過(guò)負(fù)載的電流方向都是一致的,在負(fù)載上產(chǎn)生的電壓都是上正下負(fù)。輸出波形與變壓器具有中心抽頭的全波整流器的整流波形相同,如圖3d。每一個(gè)脈沖波形對(duì)應(yīng)兩個(gè)導(dǎo)通管 。
另外,當(dāng)DA和DC管導(dǎo)通時(shí),可近似將它們看作短路,變壓器次級(jí)的反向峰值電壓是加到截止管DB和DD上的(兩管并聯(lián)),所以每只管承受的反向峰值電壓為√2Erms。加到電阻性或電感性負(fù)載上的輸出電壓為變壓器次級(jí)有效值電壓的0.9倍;加到電容性負(fù)載的輸出電壓是變壓器次級(jí)有效值電壓的√2倍。一般估算認(rèn)為,帶負(fù)載時(shí)輸出電壓為1.2Erms。兩對(duì)二極管交替工作,輸出電流比半波整流器加大了一倍,每只管流過(guò)的電流ID僅為負(fù)載電流Id的一半,即ID=1/2Id 。
如果您知道什么是整流器,那么您可以通過(guò)在負(fù)載電阻上連接電容器來(lái)了解如何減少直流DC電壓的紋波或電壓變化。該方法可能適用于低功率應(yīng)用,但不適用于需要穩(wěn)定平穩(wěn)直流電源的應(yīng)用。改進(jìn)此方法的一種方法是使用輸入電壓的每半個(gè)周期而不是每隔一個(gè)半周期波形。讓我們做到這一點(diǎn)的電路被稱為全波整流器。我們來(lái)詳細(xì)看看全波整流理論。像半波電路一樣,全波整流器電路的工作原理是純粹直流或具有特定直流電壓的輸出電壓或電流。
全波整流電路工作
全波整流器與其半波整流器相比具有一些基本優(yōu)勢(shì)。平均(DC)輸出電壓高于半波整流器,全波整流器的輸出波紋比半波整流器產(chǎn)生更平滑的輸出波形要少得多。
全波整流器理論
在全波整流器電路中,我們使用兩個(gè)二極管,每個(gè)半波都有一個(gè)二極管。使用多繞組變壓器,其次級(jí)繞組被等分成兩半,并具有共同的中心抽頭連接。當(dāng)其陽(yáng)極端子相對(duì)于變壓器中心點(diǎn)C為正時(shí),每個(gè)二極管依次導(dǎo)通的配置結(jié)果在兩個(gè)半周期期間產(chǎn)生輸出。與半波整流器相比,全整流器的優(yōu)點(diǎn)是靈活的。
全波整流器電路
全波整流器電路由連接到單個(gè)負(fù)載電阻(RL)的兩個(gè)功率二極管組成,每個(gè)二極管依次將其供應(yīng)給負(fù)載電阻。當(dāng)變壓器的A點(diǎn)相對(duì)于A點(diǎn)為正時(shí),二極管D1沿箭頭所示的正向傳導(dǎo)。當(dāng)B點(diǎn)在C點(diǎn)的正半周中為正時(shí),二極管D2導(dǎo)通對(duì)于波的兩個(gè)半周而言,正向和流過(guò)電阻器R的電流處于相同的方向。
電阻R上的輸出電壓是兩個(gè)波形的相量和,它也被稱為雙相電路。每個(gè)二極管產(chǎn)生的每個(gè)半波之間的空間現(xiàn)在由另一個(gè)二極管填充。假設(shè)沒有損耗,負(fù)載電阻上的平均直流輸出電壓現(xiàn)在是單個(gè)半波整流電路的平均直流輸出電壓的兩倍,峰值電壓約為0.637Vmax。VMAX是次級(jí)繞組一半的最大峰值,VRMS是有效值。
全波整流器的工作
如果變壓器繞組的每一半具有相同的均方根電壓,則半波整流器的輸出波形的峰值電壓與之前相同。為了獲得不同的直流電壓輸出,可以使用不同的變壓器比率。這種全波整流器電路的缺點(diǎn)是對(duì)于給定的功率輸出需要更大的變壓器,并且與全波橋式整流器電路相比,這種類型的全波整流電路成本高,且具有兩個(gè)獨(dú)立但相同的次級(jí)繞組。
給定電路給出了全波整流器工作的概述。產(chǎn)生與全波整流器電路a相同的輸出波形的電路是全波橋式整流器的電路。單相整流器使用四個(gè)獨(dú)立的整流二極管以閉環(huán)回路配置連接,以產(chǎn)生所需的輸出波形。這種電橋電路的優(yōu)點(diǎn)是不需要特殊的中心抽頭變壓器,因此可以減小其尺寸和成本。單個(gè)次級(jí)繞組連接到二極管電橋網(wǎng)絡(luò)的一側(cè),負(fù)載連接到另一側(cè)。
標(biāo)記為D1至D4的四個(gè)二極管串聯(lián)布置,僅有兩個(gè)二極管在每個(gè)半周期持續(xù)期間傳導(dǎo)電流。當(dāng)電源正半周時(shí),D1,D2二極管導(dǎo)通,二極管D3和D4反向偏置,電流流過(guò)負(fù)載。在負(fù)半周期間,D3和D4二極管串聯(lián)導(dǎo)通,二極管D1和D2截止,因?yàn)樗鼈儸F(xiàn)在是反向偏置配置。
流過(guò)負(fù)載的電流是單向模式,負(fù)載上產(chǎn)生的電壓也是單向電壓,與前兩個(gè)二極管全波整流器模型相同。因此,負(fù)載兩端的平均直流電壓為0.637V。在每個(gè)半周期內(nèi),電流流過(guò)兩個(gè)二極管,而不是一個(gè)doide,因此輸出電壓的振幅是兩個(gè)電壓降,比輸入VMAX振幅小1.4V,脈動(dòng)頻率現(xiàn)在是50Hz電源的100Hz電源頻率的兩倍或60Hz電源的120Hz電源頻率的兩倍。
全波整流器的優(yōu)點(diǎn)
您可以使用四個(gè)獨(dú)立的功率二極管來(lái)構(gòu)成全波橋,現(xiàn)成的橋式整流器組件可以在一系列不同的電壓和電流大小下現(xiàn)貨供應(yīng),可以直接焊接到PCB電路板或通過(guò)扁平連接器連接。全波橋式整流器為我們提供了更大的平均DC值,疊加紋波更少,而輸出波形是輸入電源頻率的兩倍。因此,通過(guò)在電橋電路的輸出端連接一個(gè)合適的平滑電容器,可將其平均直流輸出電平提高到更高的水平。
全波橋式整流器的優(yōu)點(diǎn)在于,對(duì)于給定的負(fù)載和比等效的半波整流器電路更小的蓄電池或平滑電容器,它具有更小的交流紋波值。紋波電壓的基本頻率是交流電源頻率100Hz的兩倍,對(duì)于半波整流器而言,它恰好等于電源頻率50Hz。由直流電源電壓疊加在直流電源電壓上的紋波電壓量通過(guò)在橋的輸出端增加一個(gè)大大改進(jìn)的π濾波器,可以實(shí)際上消除二極管。低通濾波器由兩個(gè)相同值的平滑電容器和一個(gè)扼流圈或電感組成,以引入交流紋波分量的高阻抗路徑。
另一種方法是使用現(xiàn)成的3端電壓調(diào)節(jié)器IC,例如LM78xx,其中“xx”代表正輸出電壓的輸出電壓額定值,或者與LM79xx相反,用于負(fù)輸出電壓,可以減少更多的紋波超過(guò)70dB的數(shù)據(jù)表,同時(shí)提供超過(guò)1安培的恒定輸出電流。
它是直流電壓下工作的元器件的基本元件??梢詫⑵涿枋鰹槿ㄕ髌黜?xiàng)目。
這是電路的核心。全波整流器使用二極管橋。電容器用于擺脫漣漪。
ABS整流橋作為一種功率元器件,應(yīng)用廣泛,常用于各種電源設(shè)備。通常用在全波整流電路中,它又分為全橋與半橋。全橋是由4只整流二極管按橋式全波整流電路的形式鏈接并封裝為一體構(gòu)成的。
半橋則是將兩個(gè)二極管橋式整流的一半封在一起,用兩個(gè)半橋可組成一個(gè)橋式整流電路,一個(gè)半橋也可以組成變壓器帶中心抽頭的全波整流電路,選擇ABS整流橋要考慮整流電路和工作電壓。
另外,其散熱形式也不同。如自然冷卻。一般而言,對(duì)于損耗比較小的元器件都可以采用自然冷卻的方式來(lái)解決元器件的散熱問(wèn)題。當(dāng)ABS整流橋的損耗不大時(shí),可采用自然冷卻方式來(lái)處理;強(qiáng)迫風(fēng)冷卻。
當(dāng)ABS整流橋等功率元器件的損耗較高時(shí),采用自然冷卻的方式已經(jīng)不能滿足其散熱的需求,此時(shí)就必須采用強(qiáng)迫風(fēng)冷的方式來(lái)確保元器件的正常工作。同時(shí),其外部采用絕緣朔料封裝而成,大功率ABS整流橋在絕緣層外添加鋅金屬殼包封,增強(qiáng)散熱性能。