桥式整流电路桥式整流器是二极管半波整流器的改进。它利用二极管的单向导电性来整流,常用来将交流电转换成直流电。半波整流器利用二极管的单向导通特性。当输入是标准正弦波时,正弦波的正半部分得到,负半部分丢失。
桥式整流电路是应用最广泛的整流电路。这种电路只要增加两个二极管端口形成“桥”结构,就具有全波整流电路的优点,同时在一定程度上克服了它的缺点。
桥式整流与全波整流电路的区别1、桥式整流电路变压器二次侧不需要中心抽头,而是使用两个整流二极管;
2、全波整流电路少用两个整流二极管,但变压器二次侧需要中心抽头;
3、全波整流电路中使用的整流二极管的反向耐压要求是桥式整流器的两倍;
4、整流和全波整流对二次变压器数量的要求不同。前者只需要一套线圈,后者需要两套。
5、整流和全波整流对变压器二次电流的要求不同,前者是后者的两倍;
6、整流和全波整流所需的二极管数量不同;
7、在某一时刻,桥式整流器流经两个二极管,全波整流器只流经一个二极管。
桥式整流电路的特点(1)使用的整流器件数量是全波整流的两倍。
(2)整流的电压纹波与全波整流相同。
(3)各器件承受的反向电压为电源电压的峰值,即。
(4)变压器的利用率高于全波整流电路。
桥式整流电路的工作原理E2是在正半周期间,D1和D3导通,用于D1和D3以及定向电压;对D2和D4施加反向电压,D2和D4关断,使电路中E2、D1、Rfz和D3通电,在Rfz上形成一个上电压为正,下电压为负的半波洗涤电压,如图(6a)所示;E2为负半周时,D2和D4加直流电压,D2和D4导通;反向电压施加于D1和D3,D1和D3关断。电路中形成了E2、D2、Rfz、D4的通电回路,RFZ上也形成了另一个正上负下的半波整流电压,如图(6B)所示。
如果重复这一过程,将在Rfz获得全波整流电压。其波形图与全波整流相同。从图(6A)和(6B)不难看出,桥式电路中每个二极管的反向电压等于变压器二次电压的最大值,比全波清洗电路少一半!
桥式整流电路工作时的电流方向
在u2的正半周,D1、D3导通,D2、D4关断,电流经D1 RL D3回到TR次级下端,在负载RL上得到半波整流电压。
在u2的负半周,D1、D3关断,D2、D4导通,电流经过D2 RL D4回到Tr次级上端,在负载RL上得到另一半波整流电压。
这样,在负载RL上得到一个与全波整流相似的电压波形,其电流的计算与全波整流相同,即
UL=0.9U2
IL=0.9U2/RL
流经每个二极管的平均电流为
ID=IL/2=0.45 U2/RL
每个二极管的最大反向电压为
什么是硅桥,什么是桥桩?
目前小功率桥式整流电路的四个整流二极管连成一个桥,封装成一个整流器件,称为“硅桥”或“桥桩”,使用方便,整流电路往往简化成图Z和图1(c)的形式。
桥式整流电路的作用1、将交流发电机产生的交流电转换成直流电,从而给用电设备供电,给蓄电池充电;
2、限制蓄电池电流回流到发电机,以保护发电机不被烧毁
桥式整流电路采用桥式整流电路,克服了全波整流电路要求变压器副边有中心抽头和二极管承受较大反压的缺点,但多使用了两个二极管。在半导体器件快速发展和低成本的今天,这一缺点并不突出,因此桥式整流电路在实践中被广泛应用。
整流元件的选择和应用需要特别指出的是,二极管作为整流元件,应根据不同的整流方式和负载大小进行选择。如果选择不当,可能无法安全工作,甚至烧管;或者大材小用,浪费资源。选择二极管时,可参考表5-1中列出的参数。
“另外,在高电压或大电流的情况下,如果没有承受高电压的整流元件或设置大的电滤波器,可以将二极管串联或并联使用。
图5-7所示为二极管并联:两个二极管并联,每个二极管分担电路总电流的一半,三个二极管并联,每个二极管分担电路总电流的三分之一。简而言之,有几个二极管并联。流过每个二极管的电流等于总电流的一部分。但在实际并联运行中,由于各个二极管的特性并不完全一致,电流无法均匀分配,会造成部分管道过载烧毁。因此,需要在每个二极管上串联一个阻值相同的小电阻,使流过每个并联二极管的电流接近相同。这个均流电阻R一般选择几十欧姆到几十欧姆的电阻。电流越大,应选择越小的r。
图5-8显示了二极管串联的情况。显然,在理想情况下,有几个管串联,每个管的反向电压应该等于总电压的几分之一。但由于每个二极管的反向电阻不一样,会造成电压分布不均匀:内阻大的二极管可能会因为电压过高而被击穿,从而引起连锁反应,把二极管一个个击穿。二极管上并联的电阻R可以使电压分布均匀。均衡电阻应该是比二极管反向电阻小的电阻,每个电阻的阻值应该相等。
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