全波整流器是一种电路安排,利用两个半周期的输入交流电(AC),并将其转换为直流电(DC)。在我们的教程中半波整流器,我们已经知道半波整流器只利用了输入交流电的半个周期。因此,全波整流器比半波整流器更有效(双+)。将输入电源(交流电)的两个半周期转换为直流电(直流)的过程称为全波整流。

全波整流器有两种构造方法。第一种方法使用一个中心抽头变压器和两个二极管。这种安排被称为中心抽头全波整流器

第二种方法使用带有4个二极管的普通变压器作为电桥。这种结构称为桥式整流器。

全波整流理论

理解全波桥整流理论很好,你需要先学习半波整流器。在半波整流器的教程中,我们清楚地说明了整流器的基本工作原理。另外,我们也讲解了PN交界处背后的理论pn结二极管的特性

全波整流器 - 工作和操作

全波桥式整流器的工作和操作非常简单。我们下面给出的电路图和波形将帮助您完美地了解桥式整流器的操作。在电路图中,4个二极管以桥的形式排列。变压器次级连接到桥梁的两个径向相反的点A&C.负载电阻R.l通过点B和点D连接到桥接器。

全波桥式整流电路
具有输入和输出波形的全波桥式整流器 - 电路图

在前半个周期

在输入电压的前半周,变压器二次绕组的上端相对于下端为正。因此,在前半周期二极管D1和D3.正向偏置和电流流过ARM AB,进入负载电阻R.l,并通过臂直流回流。在每个输入周期的这一半时间内,二极管D2和D.4反向偏置,电流不允许在臂AD和BC中流动。电流的流动在上图中用实心箭头表示。下面我们开发了另一个图表来帮助您快速理解当前的流程。见下图-绿色箭头表示电流从源(变压器次级)流到负载电阻的开始。红色箭头表示电流从负载电阻到源的返回路径,从而完成电路。

桥式整流器的电流路径
桥式整流器中电流的流动

在下半周期

在输入电压的下半周,变压器二次绕组的下端相对于上端为正。因此,二极管D2和D.4正向偏置,电流流过臂CB,进入负载电阻Rl,并返回流过ARM DA的源。通过图中的虚线箭头显示了电流流。因此,通过负载电阻R的电流流动方向l在输入电源电压的两个半周期内保持相同。见下图-绿色箭头表示电流从源(变压器次级)流到负载电阻的开始。红色箭头表示电流从负载电阻到源的返回路径,从而完成电路。

全波整流器流动
电流路径在第二半周期

全波桥式整流器反电压峰值:

我们用电路图分析全波桥式整流器的峰值反电压(PIV)。当变压器二次电压达到正峰值Vmax时,二极管D1和D3正向偏置(导电),二极管D2和D4反向偏置(不导电)。如果我们考虑理想的桥接二极管,正向偏置二极管D1和D3的电阻将为零。这意味着通过导电二极管的电压降将为零。这将导致整个变压器二次电压被开发跨负载电阻RL。

因此桥式整流器的PIV = Vmax(二次电压的最大值)

桥式整流电路分析

全波整流器和中心抽头整流器在分析上的唯一区别是

  1. 在桥式整流电路中,两个二极管在每个半周期内导电,正向电阻变为双(2R)F).
  2. 在桥式整流器电路中,VSMAX是变压器次级绕组上的最大电压,而在中心敲击整流器中,VSMAX表示次级绕组的每一半的最大电压。

不同的参数用下面的方程解释:

  1. 峰值电流

施加到整流器上的电压的瞬时值为

vs = vmax sinwt

假设二极管的正向电阻为RF欧姆和相同的反电等于无穷大,电流流过负载电阻

i1 = Imax Sin wt, i2 = 0为前半周期

和i1 = 0和i2 = imax sin wt为下半身循环

通过负载电阻R的总电流l为电流i1和i2的和

i = i1 + i2 = Imax sinwt整个循环。

其中电流峰值流过负载电阻R.l被给出

Imax = Vsmax / (2 rF+ R.l

2.输出电流

自当前通过负载电阻相同的RL两半的交流周期,Idc od级直流电流等于交流电流的平均值,可以通过整合当前i1 0到ππ之间或当前i2和2π。

全波整流器的输出电流
全波整流器的输出电流

3.直流输出电压

给出了负载两端电压的平均值或直流值

全波整流器直流输出电压
全波整流器直流输出电压

4.当前的均方根值

通过负载电阻R的有效值l被给出

全波整流器电流均方根值
全波整流器电流均方根值

5.输出电压的均方根值

给出了负载上的电压的RMS值

全波整流器输出电压均方根值
全波整流器输出电压均方根值

6.整流效率

电力输送到负载,

全波整流的整流效率
全波整流的整流效率

7.纹波系数

全波整流器整流输出电压的形式因子为

全波整流器纹波因数
全波整流器纹波因数

纹波因子γ = 1.112- 1) = 0.482

8.监管

DC输出电压为

全波整流器调节
全波整流器调节

全波整流器与半波整流器的优缺点

优点- - - - - -让我们首先谈谈全波桥整流器超过半波版的优势。我可以在这一点上考虑4个特定的优点。

  • 效率为全波桥式整流器的双倍。原因是,半波整流器仅使用输入信号的一半。桥式整流器使用两半,因此是双倍效率
  • 桥式整流器输出中的残余交流波纹(滤波前)非常低。在半波整流器中,同样的纹波率是非常高的。一个简单的滤波器就足以从桥式整流器得到一个恒定的直流电压。
  • 我们知道FW桥式整流器的效率是HW整流器的两倍。这意味着更高的输出电压,更高的变压器利用率(TUF)和更高的输出功率。

缺点-全波整流器需要更多的电路元件,成本较高。

桥式整流Over中心分接整流的优缺点。

由于涉及到特殊的变压器,中心抽头整流器一直是一个难以实现的装置。一个中心抽头变压器也很昂贵。中心分接整流器和桥式整流器之间的一个关键区别是在结构中涉及的二极管数量。中心抽头全波整流器只需要2个二极管,而桥式整流器需要4个二极管。但是硅二极管比中心抽头变压器便宜,桥式整流器是直流电源的首选解决方案。以下是桥式整流器比中心抽头整流器的优点。

  • 桥式整流器可以用变压器也可以不用。如果涉及变压器,任何普通的降压/升压变压器都可以完成这项工作。这种奢侈是不能在中心抽头整流器。这里整流器的设计依赖于中心抽头变压器,它是不可替代的。
  • 桥式整流器适用于高压场合。其原因是桥式整流器的峰值反压(PIV)高于中心抽头整流器的峰值反压(PIV)。
  • 桥式整流器的变压器利用率较高。
桥式整流过中心抽头整流的缺点
在中心抽头上的桥式整流器的显著缺点是在桥式整流器的结构中涉及4个二极管。在桥式整流器中,两个二极管同时对输入端的半个周期进行传导。中心抽头整流器只有一个二极管,每半个周期导电。这增加了桥式整流二极管的净电压降(是中心抽头的两倍)。

全波桥式整流器的应用

全波整流器用于直流恒压电源的结构中,尤其适用于一般电源。带有效滤波器的桥式整流器适用于任何类型的一般电源应用,如充电电池,供电直流设备(如电机,led等)等。然而,对于音频应用程序,通用电源可能不够。这是由于桥式整流器中的残余纹波因子造成的。过滤波纹是有限制的。对于音频应用,特别建造的电源(使用IC稳压器)可能是理想的。

具有电容滤波器的全波桥式整流器

全波整流器的输出电压不是恒定的,总是脉动的。但这在实际应用中不能使用。换句话说,我们需要一个输出电压恒定的直流电源。为了实现平滑和恒定的电压,使用了带有电容或电感的滤波器。下面的电路图显示了带有电容滤波器的半波整流器。

具有电容滤波器的全波整流器
全波整流器-带电容滤波器

桥式整流器中的纹波因子

纹波因子是输出电压中的残余AC分量与DC分量的比率。桥式整流器中的纹波因子是半波整流器的一半。

参考

1.要更好地解释概念,我们介绍了几本教科书,尤其是电子原理
2.为了创建易于理解的图像,我们引用了这个文章
作者

26注释

  1. 维克多

    请问先生,如何计算桥式整流器输出时的电流值AN也是要使用的电阻的值?

  2. 维克多

    请问先生,如何计算单相电子电机启动系统中使用的电阻器的值?

  3. 男爵

    很棒的解释,解释得很好。谢谢你!

  4. 乔诺尼奥真实

    非常感谢您的解释。

  5. 苏米特

    大家好,
    我使用IN4007二极管进行了全波桥式整流电路。As per the theory we all know if my input voltage is below the threshold of the diode it will not conduct but in my case I’m using signal from function generator if I give 4V rectifier is working very well but it is also conducting when supply is 1V only. I don’t the reason pls help me out from this problem.

  6. shadab

    如果我们向整流桥提供直流电源,整流的输出是什么?

    • M.mujtaba

      整流是指将交流电转换成直流电,将直流电转换成交流电。当应用直流电源时,它会给出一个交流波形。

    • Rasmin

      输出将是一个直流电压小于1.4伏的应用直流电压。

    • m3

      直流输入直流输出,少两个二极管滴。

    • 托尼

      你的输出电压将等于输入电压减去二极管额定正向电压。通常,大多数二极管的正向电压约为0.7伏特。因此,如果你把12伏的电压输入或通过一个二极管,你会看到大约11.3伏的电压。

  7. nikhila

    先生,为什么电容接桥式整流器的波形输出是那样的?

    • 博士博士金马尔·米什拉

      这是由于电容器的充放电。

    • 托尼

      像什么?桥式整流器将整流。在最小损失的情况下,负方向的正弦波将被反转成正方向的正弦波。然而,电压仍然会有完整的峰值(负正向电压)和零伏。如果你问为什么正弦波是这样的那是因为正弦的负边被颠倒了。

      当你添加一个电容器时,你添加了一个蓄水池(类似的)来收集和反馈电流,从而使直流线路看起来更稳定。然而,世界上没有电容器可以完全平滑的波形。总会有一些涟漪。

      还要考虑交流正弦波的均方根值约为产生的总电压的70%。一个12伏(有效值)交流正弦波将有一个有用的电压12伏,但将有一个峰值电压12 × 1.414(或近17伏)。整流正弦波,在电路上放一个电容,你可以收集和存储大约15 1/2伏特。低电压的原因是二极管有正向电压,会降低那么多的电压。通常每个二极管约0.7伏。因为你使用BR,你总是在任何给定的时间通过两个二极管。因此,0.7 × 2 = 1.4正向电压从近17伏特下降。

      由于峰值电压和公差,使用电容器的电容器额定电压至少为您期望的最高电压的电压额定电容器是明智的。在近17伏电路上,我不会使用16伏电容器,我可以使用下一个更大的尺寸。通常约为35伏特。

      总结一下你的问题:它看起来是这样的原因是因为电容器在正弦波的峰值充电(或充电)。当正弦波下降时,电容器就会将其储存的能量返回,因此,波形出现波纹。

      希望这可以帮助。

    • Tharun库马尔

      由于输出直流电压不恒定

  8. makwana mahendra

    为全波桥整流器提供二极管的值。

  9. Mubashar Rana

    亲爱的先生!
    我们如何计算V纹波和€^-t/RC

    • Shamnas Wayanad.

      2 / vdc-1射频= (vrms)”

  10. lathasree

    谢谢你对这些话题的解释

  11. 贾姆希侯赛因

    亲爱的先生
    我想知道如果我们提供220v交流电输出直流电压是多少。

    • 托尼

      220 Vac(RMS)(均方根)意味着在220伏特,您可以看到总电压的约70%。顶部30%在交流电路中几乎是未使用的。然而,整流和存储(在电容器中)意味着您可以看到RMS值的峰值电压为1.414倍。

      1.414是2的平方根。

      所以,220 x 1.414 = 311伏特峰值。

  12. 无辜的汉弗莱lwali

    谢谢你对这个话题的解释

  13. Sangeeta Kumari

    非常感谢电路和解释,我是一个std 12学生和这个信息在我的学校项目中帮助了我很多。我的老师对这个项目和解释印象非常深刻。我的课本没有解释我们需要一个电容,也没有解释二极管比两个好。

    非常感谢你的帮助 !!

  14. 拉贾达尼

    神奇的. .嗯answerd

  15. Sovanlal Mondal

    我很满意。请告诉我“桥式整流需要什么型号的二极管和变压器”

    • RK Murthy Challa.

      这取决于负载电压和电流。因此选择所需的额定电压/电流变压器和二极管。

  16. BADSHA7

    考虑到这个网站,它是非常有用的所有技术候选人。感谢你提供这个网站。

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