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半波、全波和半桥、全桥整流加倍压整流讨论

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tinghai899220
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LV8
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  • 2012-9-13 16:54:27
谁能说一下半波、全波和半桥、全桥整流的各自优缺点?有没有半桥整流之说?最好带图
世纪电源网-小吴
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LV8
副总工程师
  • 2012-9-14 09:14:51
 
帮你顶
tinghai899220
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LV8
副总工程师
  • 2012-9-14 12:53:31
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谢谢你啦,wunan。
ht_lb@126.com
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LV10
总工程师
  • 2012-9-14 09:37:37
 
这个在电力电子的书里面讲的很详细了呀
tinghai899220
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LV8
副总工程师
  • 2012-9-14 12:51:25
 
哦。我没有哦。希望你们把他写到论坛上来啊,增加论坛的活跃度。
hsw113
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副总工程师
  • 2012-9-14 13:54:41
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度娘了再说
tinghai899220
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副总工程师
  • 2012-9-14 14:37:03
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半波整流电路 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 再把交流电变换为脉动直流电。

下面从图5-2的波形图上看着二极管是怎样整流的。
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5-2a)所示。在0K时间内,e2 为正半周即变压器上端为正下端为负。此时二极管承受正向电压面导通,e2 通过它加在负载电阻Rfz上,在π时间内,e2 为负半周,变压器次级下端为正,上端为负。这时D 承受反向电压,不导通,Rfz,上无电压。在π时间内,重复0π 时间的过程,而在时间内,又重复π时间的过程这样反复下去,交流电的负半周就被""掉了,只有正半周通过Rfz,在Rfz上获得了一个单一右向(上正下负)的电压,如图5-2b)所示,达到了整流的目的,但是,负载电压Usc。以及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。

这种除去半周、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"一半交流为代价而换取整流效果的,电流利用率很低(计算表明,整流得出的半波电压在整个周期内的平均值,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。





wmy1988
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高级工程师
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  • 2013-10-28 22:40:01
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学习了
tinghai899220
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LV8
副总工程师
  • 2012-9-14 14:46:33
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全桥整流电路

桥式整流电路是使用最多的一种整流电路。这种电路,只要增加两只二极管口连接成""式结构,便具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点。
  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,DlD3 导通;对D2 D4 加反向电压,D2 D4 截止。电路中构成e2 DlRfz 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。电路中构成e2 D2 Rfz 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。
  上述工作状态分别如图5-6A B)所示。

如此重复下去,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一样的。从图5-6中还不难看出,桥式电路中每只二极管承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!




22世纪电星人
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LV8
副总工程师
  • 2012-9-14 14:00:21
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半桥整流,我也想看看这电路是什么样的,确实没学过啊
tinghai899220
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副总工程师
  • 2012-9-14 14:41:15
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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利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,可以看作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,构成e2a D1Rfze2b 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0π 间内,e2a Dl为正向电压,D1 导通,在Rfz上得到上正下负的电压;e2bD2 为反向电压,D2 不导通(见图5-4b)。在π-2π时间内,e2bD2 为正向电压,D2 导通,在Rfz 上得到的仍然是上正下负的电压;e2a D1 为反向电压,D1 不导通(见图5-4C)。

tinghai899220
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LV8
副总工程师
  • 2012-9-14 15:04:45
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倍压整流电路


倍压整流电路的实质是电荷泵。最初由于核技术发展需要更高的电压来模拟人工核反应,于是在1932年由COCCROFT和WALTON提出了高压倍压电路,通常称为C-W倍压整流电路。
倍压整流电路有多种结构,各有优缺点。常见电路如下:


https://bbs.21dianyuan.com/file:///C:/656B6355/1094155795.files/image002.jpg



这三个电路都是6倍压整流电路,各有特点。我们通常称每2倍为一阶,用N表示,上述电路都是3阶,即N=3。如果希望输出电压极性不同,只要将所有的二极管反向就可以了。
电路1的优点是每个电容上的电压不会超过变压器次级峰值电压U的两倍,即2U,所以可以选用耐压较低的电容。缺点是电容是串联放电,纹波大。
电路2的优点是纹波小,缺点是对电容的耐压要求高,随着N的增大,电容的电压应力随之增加。图中最后一个电容的电压达到了6U。
电路3是电路1的改进,优点是纹波比电路1小很多,电容电压应力不超过2U。缺点是电路复杂。
下面以电路1为例简单说明工作原理:





当变压器次级输出为上负下正时,电流流向如图所示。上臂电容通过变压器次级向下臂充电。
如果不带负载,稳态时,除了最左边的那个电容,其他每个电容上的电压为2U,所以总的输出电压为6U。事实上,由于高阶倍压整流电路带载能力很差,输出很小的功率就会导致输出电压的大幅度跌落。假设输出电流为I,每个电容的容量相同,为C,交流电源频率为f,则电压跌落为:ΔU=I*4N3+3N2+2N)/(6fc)
输出电压纹波为:I*N*N+1)/(4fc)
tinghai899220
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副总工程师
  • 2012-9-14 15:14:33
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Bodoni
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总工程师
  • 2013-10-28 19:05:06
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表1 四种整流电路的特性比较


电路名称

半波整流电路

全波整流电路

桥式整流电路

倍压整流电路

脉动性直流电的频率 50Hz,不利于滤波 100Hz,有利于滤波 100Hz,有利于滤波
整流效率 低,只用半周交流电 高,使用正、负半周交流电 高,使用正、负半周交流电 高,使用正、负半周交流电
电源变压器的要求 不要求有抽头,变压器成本低 要求有抽头,变压器成本高 不要求有抽头,变压器成本低 不要求有抽头,变压器成本低
整流二极管承受的反向电压
电路结构 简单 一般 复杂 一般
所用二极管数量 一只 两只 四只 最少两只

2.四种整流电路分析小结
如表2所示是半波、全波、桥式和倍压整流的电路分析小结。

表2 半波、全波、桥式和倍压整流的电路分析小结


名称

说明

四种整流电路用处 电源电路中的整流电路主要有半波整流电路、全波整流电路和桥式整流电路三种,倍压整流电路用于其他交流信号的整流,例如用于发光二极管电平指示器电路中,对音频信号进行整流。
整流后脉动波频率 (1)半波、全波、桥式整流电路输出的单向脉动性直流电特性有所不同,半波整流电路输出电压只有半周(正或负半周),所以这种单向脉动性直流电中的主要交流电成分仍然是50Hz的,因为输入的交流市电频率是50Hz,半波整流电路去掉了交流电的半周,没有改变单向脉动性直流电中交流成分的频率。
(2)全波和桥式整流电路都是用了输入交流电压的正、负半周,使频率提高了一倍而成为100Hz,所以这种单向脉动性直流电的交流成分主要是100Hz的,这是因为整流电路将输入交流电压的半个周期转换了极性,使输出的直流脉动性电压的频率比输入交流电压的频率提高了一倍,这一频率的提高有利于滤波电路的滤波。
分辨三种整流电路方法 全波整流电路要求电源变压器的次级线圈设有中心抽头,其他两种电路对电源变压器没有抽头的要求。
另外,半波整流电路中只要一只二极管,全波整流电路中要用两只二极管,而桥式整流电路中则要用四只二极管。根据上述两个特点,可以方便地分辨出三种整流电路的类型,但要注意以电源变压器有无抽头这一点来分辨三种整流电路比较准确。
整流二极管承受反峰电压情况 半波整流电路中,当整流二极管截止时,变压器次级线圈的交流电压峰值全部加到二极管两端。
对于全波整流电路而言,当一只二极管导通时,另一只二极管截止,承受变压器次级线圈两端的交流峰值电压。因为这种整流电路变压器次级线圈是半波的2倍,所以,对这种整流电路,要求电路中的整流二极管其承受反向峰值电压的能力较高。
对于桥式整流电路而言,两只二极管导通时,另两只二极管截止,它们相当于并联起来承受反向峰值电压,就是变压器次级线圈两端的峰值电压,所以对这一电路中整流二极管承受反向峰值电压的能力要求较低和半波整流一样。
直流输出电压大小 问题 在要求直流电压相同的情况下,全波整流电路的电源变压器次级线圈抽头至上端和下端的交流电压相等,且等于桥式整流电路中电源变压器次级线圈的输出电压,这样,全波整流电路中的电源变压器相当于绕了两组次级线圈。
输入交流电压正、负半周转换 在全波和桥式两种整流电路中,都是将输入交流电压的负半周转换到正半周(在负极性整流电路中是将正半周转换到负半周),这一点与半波整流电路不同。在半波整流电路中,将输入交流电压的半个周期去除了。
管压降不计 在整流电路中,输入交流电压的幅值远大于二极管导通后的管压降,所以整流二极管导通之后,二极管的管压降与交流输入电压相比很小,管压降对直流输出电压大小的影响可以忽略不计。
倍压整流电路特性 对于倍压整流电路,它能够输出比输入交流电压更高的直流电压,但是这种电路输出电流的能力较差,所以它具有高电压、小电流的输出特性。
二极管特性运用 分析各种整流电路时,主要用二极管的单向导电特性,整流二极管的导通电流由输入交流电压提供。

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