50Hz交流电压经全波整流后转换成脉动的DC电压u1,然后通过输入滤波电容得到DC高压U1。理想情况下,整流桥的导通角应为180(导通范围为0 ~ 180)。然而,由于滤波电容器C的作用,输入电流仅在接近峰值交流电压的短时间内流过整流桥给C充电。50Hz交流电的半周为10ms,整流桥的导通时间为tC3ms,其导通角仅为54(导通范围为36 ~ 90)。因此,整流桥实际上通过的是窄脉冲电流。桥式整流滤波电路原理如图1(a)所示,整流滤波电压和整流电流波形分别如图1(b)和(c)所示。总结最后几点:(1)整流桥的上述特性可以等效为30%左右的输入电压频率所对应的占空比。(2)整流二极管的导通过程可以看作是一个门控脉冲,其脉冲重复频率等于交流电网的频率(50Hz)。
(3)为了降低开关电源中500kHz以下的传导噪声,有时用两个普通硅整流器(如1N4007)和两个快恢复二极管(如FR106)组成整流桥,FRl06的反向恢复时间TRR250 ns。
2)整流桥的参数选择
隔离开关电源一般采用整流管组成的整流桥,或者直接用成品整流桥完成桥式整流。全波整流器简称硅整流桥。它是一种半导体器件,将四个硅整流器连接成桥式,用塑料封装。它具有体积小、使用方便、所有整流管参数一致性好等优点。可广泛应用于开关电源的整流电路中。硅整流桥有四个端子,包括两个交流输入端子和两个DC输出端子。
硅整流桥最大整流电流平均值为0.5~40A,最大反向工作电压为50 ~ 1000 V,小功率硅整流桥可直接焊接在印制板上,大功率和中功率硅整流桥要用螺钉固定,并安装合适的散热器。
整流桥的主要参数是反向峰值电压URM(V)、正向压降UF(V)、平均整流电流Id(A)、正向峰值浪涌电流IFSM(A)和最大反向漏电流IR().整流桥的反向击穿电压URR应满足以下要求:
例如,当交流输入电压范围为85 ~ 132 V时,由公式(1)可以计算出umax=132V,UBR=233.3V,可以选择耐压为400V的成品整流桥。对于宽范围的输入交流电压,Umax=265V,出于同样的原因,UBR=468.4V。应选择电压为600V的成品整流桥。指出如果用四只硅整流管构成整流桥,整流管的耐压值应进一步提高。比如可以选择1N4007(1A/1000V)和1N5408(3A/1000V)塑封整流管。这是因为这种管子的价格低,而且根据高比低好,可以提高整流桥的安全性和可靠性。
设输入均方根电流为IRMS,整流桥额定均方根电流为IBR,则input RMS。计算IRMS的公式如下:
其中PO为开关电源的输出功率,为电源效率,umin为交流输入电压的最小值,cos为开关电源的功率因数,允许cos =0.5 ~ 0.7。由于整流桥实际上通过的是窄脉冲电流而不是正弦波电流(见图1),所以以整流桥的平均整流电流Id为例,设计为7.5V/2A(15W)开关电源,交流输入电压范围为85 ~ 265V,要求=80%。将Po=15W,=80%,umin=85V,cos=0.7代入公式(2)得到IRMS=0.32A,然后计算ID=0.65 IRMS=0.21a,实际选用lA/600V的整流桥,允许有一定的余量。
标签:整流桥电压电流