整流电路
首页 > 硬件电路 > 整流电路     2018-11-14

  电力网供给用户的是交换电,而各种无线电装置需要用直流电。整流,就是把交换电变为直流电的进程。应用拥有单向导电特性的器件,可以把方向和大小交变的电流变换为直流电。下面介绍应用晶体二极管组成的各种整流电路。

一、半波整流电路

  图5-1、是一种最简单的整流电路。它由电源变压器B 、整流二极管D 和负载电阻Rfz ,组成。变压器把市电电压(多为220伏)变换为所需要的交变电压e2,D 再把交换电变换为脉动直流电。

半波整流电路
 

  下面从图5-2的波形图上看着二极管是怎么样整流的。


 

  变压器砍级电压e2,是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压,它的波形如图5-2(a)所示。在0~K时间内,e2为正半周即变压器上端为正下端为负。此时二极管经受正向电压面导通,e2通过它加在负载电阻Rfz上,在π~2π 时间内,e2为负半周,变压器次级下端为正,上端为负。这时D经受反向电压,不导通,Rfz,上无电压。在π~2π时间内,循环0~π 时间的进程,而在3π~4π时间内,又循环π~2π时间的进程…这样反复下去,交换电的负半周就被"削"掉了,只有正半周通过Rfz,在Rfz上获取了一个单一右向(上正下负)的电压,如图5-2(b)所示,到达了整流的目的,然而,负载电压Usc。和负载电流的大小还随时间而变化,因此,通常称它为脉动直流。

  这类除去半周、图下半周的整流方法,叫半波整流。不难看出,半波整说是以"牺牲"一半交换为代价而换取整流效果的,电流应用率很低(计算表明,整流得出的半波电压在全部周期内的平均值,即负载上的直流电压Usc =0.45e2 )因此常用在高电压、小电流的场合,而在一般无线电装置中很少采用。

二、全波整流电路

  如果把整流电路的结构作一些调整,可以得到一种能充分应用电能的全波整流电路。图5-3 是全波整流电路的电原理图。

全波整流电路
 

  全波整流电路,可以看做是由两个半波整流电路组合成的。变压器次级线圈中间需要引出一个抽头,把次组线圈分成两个对称的绕组,从而引出大小相等但极性相反的两个电压e2a 、e2b ,形成e2a   、D1、Rfz与e2b  、D2、Rfz ,两个通电回路。

  全波整流电路的工作原理,可用图5-4 所示的波形图说明。在0~π间内,e2a   对Dl为正向电压,D1 导通,在Rfz 上得到上正下负的电压;e2b   对D2为反向电压,D2 不导通(见图5-4(b)。在π-2π时间内,e2b 对D2为正向电压,D2导通,在Rfz 上得到的依然是上正下负的电压;e2a   对D1为反向电压,D1 不导通(见图5-4(C)。

全波整流电路波形图
 

  如斯反复,因为两个整流元件D1、D2轮番导电,结果负载电阻Rfz 上在正、负两个半周作用期间,都有同一方向的电流通过,如图5-4(b)所示的那样,因此称为全波整流,全波整流不仅应用了正半周,而且还巧妙地应用了负半周,从而大大地提高了整流效力(Usc=0.9e2,比半波整流时大一倍)。

  图5-3所示的全波整滤电路,需要变压器有一个使两端对称的次级中心抽头,这给制作上带来很多的麻烦。另外,这类电路中,每一只整流二极管经受的最大反向电压,是变压器次级电压最大值的两倍,因此需用能经受较高电压的二极管。

三、桥式整流电路

  桥式整流电路是使用最多的一种整流电路。这类电路,只要增添两只二极管口连接成"桥"式结构,便拥有全波整流电路的优点,而同时在一定程度上克服了它的缺陷。

桥式整流电路
桥式整流电路

 图5-5(a )为桥式整流电路图,(b)图为其简化画法。

  桥式整流电路的工作原理如下:e2为正半周时,对D1、D3和方向电压,Dl,D3导通;对D2、D4加反向电压,D2、D4截止。电路中形成e2、Dl、Rfz 、D3通电回路,在Rfz ,上形成上正下负的半波整洗电压,e2为负半周时,对D2、D4加正向电压,D2、D4导通;对D1、D3加反向电压,D1、D3截止。电路中形成e2、D2Rfz  、D4通电回路,同样在Rfz 上形成上正下负的另外半波的整流电压。

桥式整流电路
 

桥式整流电路
 

上述工作状况分别如图5-6(A) (B)所示。

  如斯循环下去,结果在Rfz ,上便得到全波整流电压。其波形图和全波整流波形图是同样的。从图5-6中还不难看出,桥式电路中每一只二极管经受的反向电压等于变压器次级电压的最大值,比全波整洗电路小一半!

四、整流元件的选择和运用

  需要特别指出的是,二极管作为整流元件,要依据不同的整流方式和负载大小加以选择。。如选择不当,则或者者不能安全工作,甚至烧了管子;或者者大材小用,造成挥霍。表5-1 所列参数可供选择二极管时参考。

  "另外,在高电压或者大电流的情况下,如果手头没有经受高电压或者整定大电滤的整流元件,可以把二极管串连或者并联起来使用。

  图5-7 示出了二极管并联的情况:两只二极管并联、每一只分担电路总电流的一半口三只二极管并联,每一只分担电路总电流的三分之一。总之,有几只二极管并联,"流经每一只二极管的电流就等于总电流的几分之一。然而,在实际并联运历时",因为各二极管特性不完全一致,不能均分所通过的电流,会使有的管子困负担过重而销毁。因此需在每一只二极管上串连一只阻值相同的小电阻器,使各并联二极管流过的电流接近一致。这类均流电阻R一般选用零点几欧至几十欧的电阻器。电流越大,R应选得越小。

 

  图5-8示出了二极管串连的情况。明显在理想前提下,有几只管子串连,每一只管子经受的反向电压就应等于总电压的几分之一。但因为每一只二极管的反向电阻不尽相同,会造成电压分配不均:内阻大的二极管,有可能因为电压太高而被击穿,并由此引发连锁反映,逐个把二极管击穿。在二极管上并联的电阻R,可以使电压分配均匀。均压电阻要取阻值比二极管反向电阻值小的电阻器,各个电阻器的阻值要相等

 

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