二極管電路中,整流二極管的應用非常多。整流二極管就是專門用于電源電路中將交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動直流電的,有整流二極管構(gòu)成的電路就是二極管整流電路。
二極管整流電路有很多種,最常見的有4種:半波整流電路、全波整流電路、橋式整流電路、倍壓整流電路。
如下圖所示。
下面我們來簡單了解一下這四種整流電路。
一、半波整流電路
半波整流電路如下圖所示。
220V交流市電從變壓器一次繞組輸入,二次繞組輸出。
整流電路的分析需要考慮交流電的正、負半周。
1、交流電正半周時,交流電壓使VD1正極上電壓高于地線電壓,如下圖所示,二極管負極通過電阻R1與地端相連。此時VD1正極電壓大于負極電壓,二極管VD1處于正向?qū)顟B(tài)。
2、交流電負半周時,交流輸入電壓使二極管VD1正極電壓低于負極電壓,此時VD1處于反向偏置狀態(tài),二極管截止、相當于開路,電路中無電流流動。整流電路沒有電壓輸出。
綜合分析:整流二極管在交流輸入電壓正半周期間處于導通狀態(tài),由于正半周交流輸入電壓大小在變化,所以流過電阻的電流大小也在變化,這樣,整流電路輸出電壓大小也在相應變化,并與輸入電壓的半波周期波形相同。而在交流輸入電壓負半周期間,整流二極管處于截止狀態(tài),電路無法形成回路,電阻上也就沒有電壓。
通過這一整流電路,輸入電壓的負半周被切除,最后得到正極性(正半周)的單向脈動直流輸出電壓。
二、全波整流電路
下圖是全波整流電路(正極性全波整流)。從圖中可以看出,全波整流電路有兩個特征:全波整流電路使用兩個整流二極管;電源變壓器二次繞組必須有中心抽頭。
整流二極管VD1導通時的電流回路:二次繞組L1上端-整流二極管VD1正極-VD1負極-R1-地-二次繞組中心抽頭-二次繞組L1。
整流二極管VD2導通時的電流回路:二次繞組L2下端-整流二極管VD2正極-VD2負極-R1-地-二次繞組中心抽頭-二次繞組L2。
由此可見,全波整流電路能夠?qū)⒔涣麟妷旱呢摪胫茈妷恨D(zhuǎn)換成負載上的正極性單向脈動直流電壓。
還有一點需要注意的是:因為將交流輸入電壓的負半周電壓轉(zhuǎn)換成了正半周電壓,所以頻率提高了一倍。
三、橋式整流電路
橋式整流電路是最常用的一種整流電路。下圖所示是典型的橋式整流電路(正極性),VD1~VD4是整流二極管。
在交流輸入電壓的一個半周內(nèi),橋路的對邊兩只整流二極管同時導通,另一組對邊的兩只整流二極管同時截止,交流輸入電壓變化到另一個半周時,兩組整流二極管交換導通與截止狀態(tài)。
分析流過導通整流二極管的回路電流時,從二次繞組上端或下端出發(fā),找出正極與繞組端點相連的整流二極管,進行電流回路的分析。
四、二倍壓整流電路
下圖所示為典型的二倍壓整流電路。
電路分析:
當交流輸入電壓負半周時,電壓通過C1加到VD1負極,從而使VD1正向?qū)?,這時會對C1進行充電,C1上充為右正左負的直流電壓,此時VD2反向截止,負載電阻上沒有輸出電壓。
當交流輸入電壓正半周時,這一正半周電壓通過C1加到VD1的負極,從而VD1反向截止。同時,這一輸入電壓的正半周電壓和C1上充到的電壓方向一致,都是右正左負,即這兩個電壓串聯(lián)起來了,這時VD2處于正向?qū)顟B(tài),負載電阻上就得到了兩個電壓之和,也就是交流電壓峰值電壓兩倍的直流電壓,這就是二倍壓的形成。
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