桥式整流电路图及工作原理docx

  桥式整流电路图及工作原理 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。 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 每个二极管所承受的最高反向电压为什么叫硅桥,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，使用起来更便捷，整流电路也常简化为图 Z 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比较广泛。 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。 o i d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 =v -v 。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 vo=0 o i d 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，还一定要经过平滑（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。 电容输出的二极管半波整流电路 仿真演示通过上述分析能够获得半波整流电路的基本特点如下： 半波整流输出的是一个直流脉动电压。 半波整流电路的交流利用率为 50%。 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一定要满足负载对电流的要求。 全波整流 o i 1Do i 2D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 =v -V 。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 i 1D o i 2D 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。 o通过与半波整流相类似的计算，能够获得全波整流输出电压有效值 V rsm=0.9Ursm。 o 全波整流输出的直流脉动电压仍然不能够满足电子电路对直流电源的要求，一定要经过平滑（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。 电容输出的二极管半波整流电路 仿真演示通过上述分析能够获得半波整流电路的基本特点如下： 半波整流输出的是一个直流脉动电压。 半波整流电路的交流利用率为 50%。 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一定要满足负载对电流的要求。 全波整流 o i 1Do i 2D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 =v -V 。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 i 1D o i 2D 二极管全波整流电路 仿真演示 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。 o通过与半波整流相类似的计算，能够获得全波整流输出电压有效值 V rsm=0.9Ursm。 o 全波整流输出的直流脉动电压仍然不能够满足电子电路对直流电源的要求，一定要经过平滑（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。 电容输出的二极管全波整流电路 仿真演示通过上述分析能够获得全波整流电路的基本特点如下： 全波整流输出的是一个直流脉动电压。 全波整流电路的交流利用率为 100%。 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）。 实际电路中，全波整流电路中二极管和电容的选择一定要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。 o i 2 4D Do i 1 3 2D D L当输入电压处于交流电压正半周时，二极管 D1、负载电阻 RL、D3 构成一个回路（图 5 中虚线所示），输出电压 V =v -V -V 。输入电压处于交流电压负半周时，二极管 D 、负载电阻 o i 2 4D D o i 1 3 2D D L 二极管桥式整流电路 仿真演示 o m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，能够获得桥式整流输出电压有效值 V rsm=0.9Urs o m 通过上述分析，能够获得桥式整流电路的基本特点如下： 桥式整流输出的是一个直流脉动电压。 桥式整流电路的交流利用率为 100%。 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）。 桥式整流电路二极管的负载电流仅为半波整流的一半。 实际电路中，桥式整流电路中二极管和电容的选择一定要满足负载对电流的要求。 各种整流电路及工作原理介绍 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 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，能够获得一种能充分的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。 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 Rfz 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 Rfz 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）。 如此反复，由于两个整流元件 D1、D2 轮流导电，结果负载电阻 Rfz 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。 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，而同时在某些特定的程度上克服了它的 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、Rfz 、D3 通电 回路，在 Rfz ，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、D2Rfz 、D4 通电回路，同样在 Rfz 上形成上正下负的另外半波的整流电压。 上述工作状态分别如图 5-6（A） （B）所示。 如此重复下去，结果在 Rfz ，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 中还显而易见，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

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