二極管半波整流電路實(shí)際上利用了二極管的單向?qū)щ娞匦浴?/div>
當(dāng)輸入電壓處于交流電壓的正半周時(shí),二極管導(dǎo)通,輸出電壓vo=vi-vd。當(dāng)輸入電壓處于交流電壓的負(fù)半周時(shí),二極管截止,輸出電壓vo=0。半波整流電路輸入和輸出電壓的波形如圖所示。
對(duì)于使用直流電源的電動(dòng)機(jī)等功率型的電氣設(shè)備,半波整流輸出的脈動(dòng)電壓就足夠了。但對(duì)于電子電路,這種電壓則不能直接作為半導(dǎo)體器件的電源,還必須經(jīng)過平滑(濾波)處理。平滑處理電路實(shí)際上就是在半波整流的輸出端接一個(gè)電容,在交流電壓正半周時(shí),交流電源在通過二極管向負(fù)載提供電源的同時(shí)對(duì)電容充電,在交流電壓負(fù)半周時(shí),電容通過負(fù)載電阻放電。
通過上述分析可以得到半波整流電路的基本特點(diǎn)如下:
(1)半波整流輸出的是一個(gè)直流脈動(dòng)電壓。
(2)半波整流電路的交流利用率為50%。
(3)電容輸出半波整流電路中,二極管承擔(dān)最大反向電壓為2倍交流峰值電壓(電容輸出時(shí)電壓疊加)。
(3)實(shí)際電路中,半波整流電路二極管和電容的選擇必須滿足負(fù)載對(duì)電流的要求。
全波整流
當(dāng)輸入電壓處于交流電壓的正半周時(shí),二極管D1導(dǎo)通,輸出電壓Vo=vi-VD1。當(dāng)輸入電壓處于交流電壓的負(fù)半周時(shí),二極管D2導(dǎo)通,輸出電壓Vo=vi-VD2。
由上述分析可知,二極管全波整流電路輸出的仍然是一個(gè)方向不變的脈動(dòng)電壓,但脈動(dòng)頻率是半波整流的一倍。
通過與半波整流相類似的計(jì)算,可以得到全波整流輸出電壓有效值Vorsm=0.9Ursm。
全波整流輸出的直流脈動(dòng)電壓仍然不能滿足電子電路對(duì)直流電源的要求,必須經(jīng)過平滑(濾波)處理。與半波整流相同,平滑處理電路是在全波整流的輸出端接一個(gè)電容。電容在脈動(dòng)電壓的兩個(gè)峰值之間向負(fù)載放電,使輸出電壓得到相應(yīng)的平滑。
通過上述分析可以得到半波整流電路的基本特點(diǎn)如下:
(1)半波整流輸出的是一個(gè)直流脈動(dòng)電壓。
(2)半波整流電路的交流利用率為50%。
(3)電容輸出半波整流電路中,二極管承擔(dān)最大反向電壓為2倍交流峰值電壓(電容輸出時(shí)電壓疊加)。
(3)實(shí)際電路中,半波整流電路二極管和電容的選擇必須滿足負(fù)載對(duì)電流的要求。
橋式整流
所謂橋式整流電路,就是用二極管組成一個(gè)整流電橋。
當(dāng)輸入電壓處于交流電壓正半周時(shí),二極管D1、負(fù)載電阻RL、D3構(gòu)成一個(gè)回路(圖5中虛線所示),輸出電壓Vo=vi-VD1-VD3。輸入電壓處于交流電壓負(fù)半周時(shí),二極管D2、負(fù)載電阻RL、D4構(gòu)成一個(gè)回路,輸出電壓Vo=vi-VD2-VD4。圖中濾波電容的工作狀態(tài)。
由上述分析可知,二極管橋式整流電路輸出的也是一個(gè)方向不變的脈動(dòng)電壓,但脈動(dòng)頻率是半波整流的一倍。與半波整流輸出電壓有效值計(jì)算相類似,可以得到橋式整流輸出電壓有效值Vorsm=0.9Ursm。
通過上述分析,可以得到橋式整流電路的基本特點(diǎn)如下:
(1)橋式整流輸出的是一個(gè)直流脈動(dòng)電壓。
(2)橋式整流電路的交流利用率為100%。
(3)電容輸出橋式整流電路,二極管承擔(dān)的最大反向電壓為2倍的交流峰值電壓(電容輸出時(shí)電壓疊加)。
(4)橋式整流電路二極管的負(fù)載電流僅為半波整流的一半。
(5)實(shí)際電路中,橋式整流電路中二極管和電容的選擇必須滿足負(fù)載對(duì)電流的要求。
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