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整流電路

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發表於 2008-8-8 21:20:58 | 顯示全部樓層 |閱讀模式

　　電力公司供給用戶的是交流電，而各種有線、無線電裝置需要用直流電。整流，就是把交流電變為直流電的過程。利用具有單向導電特性的電子零件，可以把方向和大小交變的交流電變換為直流電。下面介紹利用二極體組成的各種整流電路。

一、半波整流電路

圖5-1、是一種最簡單的整流電路。它由電源變壓器B 、整流二極體D 和負載電阻Rfz組成。變壓器把市電電壓（多為110或220伏特）變換為所需要的交變電壓e2，D 再把交流電變換為脈動直流電。

下面從圖5-2的波形圖上看著二極體是怎樣整流的。

　　變壓器初級電壓e2，是一個方向和大小都隨時間變化的正弦波電壓，它的波形如圖5-2（a）所示。在0～K時間內，e2為正半周即變壓器上端為正下端為負。此時二極體承受正向電壓面導通，e2通過它加在負載電阻Rfz上，在π～2π 時間內，e2為負半周，變壓器次級下端為正，上端為負。這時D承受反向電壓，不導通，Rfz，上無電壓。在π～2π時間內，重複0～π 時間的過程，而在3π～4π時間內，又重複π～2π時間的過程…這樣反復下去，交流電的負半周就被"削"掉了，只有正半周通過Rfz，在Rfz上獲得了一個單一右向（上正下負）的電壓，如圖5-2（b）所示，達到了整流的目的，但是，負載電壓Usc。以及負載電流的大小還隨時間而變化，因此，通常稱它為脈動直流。

這種除去半周的整流方法，叫半波整流。不難看出，半波整說是以"犧牲"一半交流為代價而換取整流效果的，電流利用率很低（計算表明，整流得出的半波電壓在整個週期內的平均值，即負載上的直流電壓Usc =0.45e2 ）因此常用在高電壓、小電流的場合，而在一般無線電裝置中很少採用。

二、全波整流電路
　　如果把整流電路的結構作一些調整，可以得到一種能充分利用電能的全波整流電路。圖5-3 是全波整流電路的電路原理圖。

全波整流電路，可以看作是由兩個半波整流電路組合成的。變壓器次級線圈中間需要引出一個抽頭，把次組線圈分成兩個對稱的繞組，從而引出大小相等但極性相反的兩個電壓e2a 、e2b ，構成e2a 、D1、Rfz與e2b 、D2、Rfz ，兩個通電回路。
　　全波整流電路的工作原理，可用圖5-4 所示的波形圖說明。在0～π間內，e2a 對Dl為正向電壓，D1 導通，在Rfz 上得到上正下負的電壓；e2b 對D2為反向電壓，D2 不導通（見圖5-4（b）。在π-2π時間內，e2b 對D2為正向電壓，D2導通，在Rfz 上得到的仍然是上正下負的電壓；e2a 對D1為反向電壓，D1 不導通（見圖5-4（C）。

如此反復，由於兩個整流元件D1、D2輪流導電，結果負載電阻Rfz 上在正、負兩個半周作用期間，都有同一方向的電流通過，如圖5-4（b）所示的那樣，因此稱為全波整流，全波整流不僅利用了正半周，而且還巧妙地利用了負半周，從而大大地提高了整流效率（Usc＝0.9e2，比半波整流時大一倍）。
但是圖5-3所示的全波整流電路，需要變壓器有一個使兩端對稱的次級中心抽頭，這給製作上帶來很多的麻煩。另外，這種電路中，每只整流二極體承受的最大反向電壓，是變壓器次級電壓最大值的兩倍，因此需用能承受較高電壓的二極體。

圖5-5（a ）為橋式整流電路圖，（b）圖為其簡化畫法。

三、橋式整流電路
橋式整流電路是使用最多的一種整流電路。這種電路，只要增加兩隻二極體口連接成"橋"式結構，便具有全波整流電路的優點，而同時在一定程度上克服了它的缺點。

橋式整流工作原理

橋式整流電路的工作原理如下：e2為正半周時，對D1、D3和方向電壓，Dl，D3導通；對D2、D4加反向電壓，D2、D4截止。電路中構成e2、Dl、Rfz 、D3通電回路，在Rfz ，上形成上正下負的半波整洗電壓，e2為負半周時，對D2、D4加正向電壓，D2、D4導通；對D1、D3加反向電壓，D1、D3截止。電路中構成e2、D2Rfz 、D4通電回路，同樣在Rfz 上形成上正下負的另外半波的整流電壓。

上述工作狀態分別如圖5-6（A）（B）所示。

如此重複下去，結果在Rfz，上便得到全波整流電壓。其波形圖和全波整流波形圖是一樣的。從圖5-6中還不難看出，橋式電路中每只二極體承受的反向電壓等於變壓器次級電壓的最大值，比全波整洗電路小一半！　　