桥式整流电路原理

桥式整流电路原理 桥式整流电路如图 1所示，图中 B为电源变压器，它的作用是将交流电网电压 e1 变成整流电路要求的交 流电压，RL 是要求直流供电的负载电阻，四只整流二极管 D1～D4 接成电桥的形式，故有桥式整流电路之称。 图１ 桥式整流电路的工作原理可分析如下。为简单起见，二极管用理想模型来处理，即正向导通电阻为零， 反向电阻为无穷大。 在 e2 的正半周，电流从变压器副边线圈的上端流出，只能经过二极管 D1 流向 RL，再由二极管 D3 流回 变压器，所以 D1、D3 正向导通，D2、D4 反偏截止。在负载上产生一个极性为上正下负的输出电压。其电流 通路可用图 1（a）中虚线箭头示。 在 e2 的负半周，其极性与图示相反，电流从变压器副边线圈的下端流出，只能经过二极管 D2 流向 RL， 再由二极管 D4 流回变压器，所以 D1、D3 反偏截止，D2、D4 正向导通。电流流过 RL 时产生的电压极性仍是 上正下负，与正半周时相同。其电流通路如图 1（b）中虚线箭头所示。 综上所述，桥式整流电路巧妙地利用了二极管的单向导电性，将四个二极管分为两组，根据变压器副边 电压的极性分别导通，将变压器副边电压的正极性端与负载电阻的上端相连，负极性端与负载电阻的下端相 连，使负载上始终可以得到一个单方向的脉动电压。 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. 图２ 根据上述分析，可得桥式整流电路的工作波形如图 2。由图可见，通过负载 RL 的电流 iL 以及电压 uL 的 波形都是单方向的全波脉动波形。 桥式整流电路的优点是输出电压高，纹波电压较小，管子所承受的最大反向电压较低，同时因电源变压 器在正、负半周内都有电流供给负载，电源变压器得到了充分的利用，效率较高。因此，这种电路在半导体 整流电路中得到了颇为广泛的应用。 桥式整流电路电感滤波原理 电感滤波电路利用电感器两端的电流不能突变的特点，把电感器与负载串联起来，以达到使输出电流平 滑的目的。从能量的观点看，当电源提供的电流增大（由电源电压增加引起）时，电感器 L把能量存储起来； 而当电流减小时，又把能量释放出来，使负载电流平滑，所以电感 L有平波作用。 桥式整流电路电感滤波优点：整流二极管的导电角大，峰值电流小，输出特性较平坦。 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. 桥式整流电路电感滤波缺点：存在铁心，笨重、体积大，易引起电磁干扰，一般只适应于低电压、 大电流的场合。 例 1桥式整流器滤波电路如图所示，已知 V1是 220V 交流电源，频率为 50Hz，要求直流电压 VL=30V， 负载电流 IL=50mA。试求电源变压器副边电压 V2的有效值，选择整流二极管及滤波电容。 桥式整流电容滤波原理 电容滤波电路利用电容的充、放电作用，使输出电压趋于平滑。 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. 当 u2 为正半周并且数值大于电容两端电压 uC 时，二极管 D1 和 D3 管导通，D2 和 D4 管截止，电流一路 流经负载电阻 RL，另一路对电容 C充电。当 uC>u2，导致 D1 和 D3 管反向偏置而截止，电容通过负载电阻 RL 放电，uC 按指数规律缓慢下降。 当 u2 为负半周幅值变化到恰好大于 uC 时，D2 和 D4 因加正向电压变为导通状态，u2 再次对 C充电，uC 上升到 u2 的峰值后又开始下降；下降到一定数值时 D2 和 D4 变为截止，C对 RL 放电，uC 按指数规律下降； 放电到一定数值时 D1 和 D3 变为导通，重复上述过程。 RL、C 对充放电的影响 电容充电时间常数为 rDC，因为二极管的 rD 很小，所以充电时间常数小，充电速度快；RLC 为放电时间 常数，因为 RL 较大，放电时间常数远大于充电时间常数，因此，滤波效果取决于放电时间常数。 电容 C愈大，负载电阻 RL 愈大，滤波后输出电压愈平滑，并且其平均值愈大。 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.