全波整流器是一种利用两个半周期输入交流电(AC)并将其转换为直流电(DC)的电路布置。在我们关于半波整流器,我们已经看到,半波整流器仅利用输入交流电的半个周期。因此,全波整流器比半波整流器效率更高(双+)。将输入电源(交流电)的两个半周期转换为直流电(DC)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
理解全波桥整流器理论很好,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结背后的理论和pn结二极管的特性.
全波整流器-工作和运行
全波桥式整流器的工作和操作相当简单。下面给出的电路图和波形将帮助你更好地理解桥式整流器的工作原理。在电路图中,4个二极管以电桥的形式排列。次级变压器在A和c点连接到桥的两个完全相反的点上L通过点B和D连接到桥接器。
在前半个周期内
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,电流流过臂AB,进入负载电阻RL,并通过臂DC返回。在每个输入周期的这一半时间内,二极管D2.和D4.反向偏置,电流不允许在臂AD和BC中流动。上图中的实心箭头表示电流。我们在下面绘制了另一个图表,以帮助您快速了解当前流程。见下图–绿色箭头表示电流从电源(变压器次级)流向负载电阻的开始。红色箭头表示电流从负载电阻到电源的返回路径,从而完成电路。
在下半个周期中
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D4.正向偏置,电流流过臂CB,进入负载电阻RL,并通过臂DA返回到源。图中用虚线箭头表示电流的流动。因此电流流过负载电阻的方向为RL在输入电源电压的两个半周期内保持不变。见下图–绿色箭头表示电流从电源(变压器次级)流向负载电阻的开始。红色箭头表示电流从负载电阻到电源的返回路径,从而完成电路。
全波桥式整流器的峰值反电压:
让我们使用电路图分析全波桥式整流器的峰值反向电压(PIV)。在变压器二次电压达到正峰值Vmax的任何时刻,二极管D1和D3将正向偏置(导通),二极管D2和D4将反向偏置(不导通)。如果我们考虑桥中的理想二极管,正向偏置二极管D1和D3将具有零电阻。这意味着传导二极管上的压降为零。这将导致整个变压器二次电压在负载电阻RL上形成。
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
全波和中心抽头整流器分析中唯一的区别是
- 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).
- 在桥式整流电路中,Vsmax是通过变压器二次绕组的最大电压,而在中心抽头整流电路中,Vsmax表示通过二次绕组各一半的最大电压。
不同的参数用公式解释如下:
峰值电流
施加在整流器上的电压瞬时值如下所示:
vs=Vsmax Sin wt
假设二极管的正向电阻为RF欧姆和反向电阻等于无穷大时,流过负载电阻的电流为
对于前半个循环,i1=Imax Sin wt,i2=0
i1 = 0, i2 = Imax Sin wt
流过负载电阻R的总电流L,为电流i1和i2的和
i=i1+i2=整个循环的Imax Sin wt。
流过负载电阻R的电流峰值在哪里L给药
Imax = Vsmax / (2 rF+ RL)
2.输出电流
由于在交流周期的两半中,通过负载电阻RL的电流相同,因此可通过将电流i1在0和pi之间或电流i2在pi和2pi之间积分来获得直流电流Ic的大小,其等于交流电流的平均值。
3.直流输出电压
负载两端电压的平均值或直流值为
4.电流的均方根(RMS)值
流经负载电阻R的电流的RMS或有效值L给药
5.输出电压的均方根(RMS)值
负载电压的均方根值为
6.整流效率
输送至负载的功率,
7.波纹因子
全波整流器整流输出电压的形状因子如下所示:
纹波因子γ = 1.112.- 1) = 0.482
8.监管
直流输出电压为
全波整流器与半波整流器的优缺点
优点- - - - - -让我们先谈谈全波桥式整流器比半波整流器的优点。在这一点上,我可以想到4个具体的优点。
- 效率是全波桥式整流器的两倍。原因是,半波整流器只利用了输入信号的一半。桥式整流器利用了两半,因此效率加倍
- 在桥式整流器的输出中,剩余交流纹波(滤波前)非常低。在半波整流器中,相同的纹波百分比非常高。一个简单的滤波器就足以从桥式整流器获得恒定的直流电压。
- 我们知道FW电桥的效率是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,成本更高。
桥式整流Over中心分接整流的优缺点。
由于涉及特殊的变压器,中心抽头整流器始终是一个难以实现的整流器。中心抽头变压器也很昂贵。中心抽头和桥式整流器之间的一个关键区别在于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。但由于硅二极管比中心抽头变压器便宜,所以桥式整流器是直流电源的首选解决方案。以下是桥式整流器相对于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应用。原因是桥式整流器的峰值反向电压(PIV)高于中心抽头整流器的PIV。
- 桥式整流器的变压器利用率(TUF)较高。
桥式整流器过中心抽头整流器的缺点
全波桥式整流器的应用
带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。
26评论
请问,先生,我如何计算电桥整流器输出的电流值以及所使用的电阻器的值?
请问先生,我如何计算在单相电机启动系统中使用的电阻器的值?
很好的解释&解释得很好。非常感谢。
非常感谢你的解释。
大家好,
我用IN4007二极管制作了全波桥式整流电路。按照理论我们都知道如果我输入电压低于阈值的二极管不会进行,但在我的例子中我利用函数发生器的信号如果我给4 v整流器工作很好但也供应1 v时进行。我不知道为什么,请帮我解决这个问题。
如果我们向整流桥提供直流电,整流器的输出将是什么?
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。
输出将为比施加直流电压低1.4伏的直流电。
直流输入直流输出,减去两个二极管压降。
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。
先生,为什么电容连接桥式整流器的波形输出是这样的?
这是由于电容器的充电和放电。
像什么?BR(桥式整流器)将整流电流。在损耗最小的情况下,负向正弦波将反转为正向正弦波。但是,电压仍将具有全峰值(负正向电压)和零伏。如果你问为什么正弦波看起来像这样,那是因为正弦波的负方向被颠倒了。
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。
还考虑交流正弦波的RMS值约为所产生的总电压的70%。12伏(RMS)交流正弦波的有用电压为12伏,但峰值电压为12 x 1.414(或接近17伏)。对正弦波进行整流,并在电路上放置一个电容器,你可以收集和存储大约15 1/2伏的电压。电压较低的原因是二极管具有正向电压,并且会降低大部分电压。通常每个二极管约0.7伏。因为你使用的是BR,所以在任何给定的时间,你总是要通过两个二极管。因此,0.7 x 2=1.4正向电压从接近17伏的电压下降。
由于峰值电压和容限,明智的做法是使用额定电压至少是您期望看到的最高电压的1/2倍的电容器。在一个近17伏特的电路上,我不会使用16伏特的电容器,我会使用下一个更大的尺寸可用。一般是35伏。
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。
希望这个有帮助。
由于输出直流电压不恒定
给出全波桥式整流器中二极管的值。
亲爱的先生!
我们如何计算V纹波和€^-t/RC
Rf=(vrms)“2/vdc-1
谢谢你对这些话题的解释
亲爱的先生
我想知道,如果我们给220v交流电,输出的直流电压是多少。
220伏(均方根)意味着在220伏时,你看到的是总电压的70%。最上面的30%在交流电路中几乎没有使用过。然而,整流和存储(在电容器中)意味着你可以看到峰值电压是RMS值的1.414倍。
1.414是根号2。
因此,220 x 1.414=311伏峰值。
谢谢你对这个话题的解释
非常感谢你的介绍和解释,我是std第12名学生,这些信息对我制定学校计划有很大帮助。我的老师对这个项目和解释印象深刻。我的课程书没有解释我们需要一个电容器,而且二极管比两个好。
非常感谢您的帮助!!
神奇的. .嗯answerd
我非常满意。请告诉我“需要什么类型的二极管和变压器来构成桥式整流器”
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。
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