橋式整流電路圖及工作原理(下)

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橋式整流電路如圖1所示，圖（a）、（b）、（c）是橋式整流電路的三種不同畫法。由電源變壓器、四隻整流二極體D1~4 和負載電阻RL組成。四隻整流二極體接成電橋形式，故稱橋式整流。

圖1 橋式整流電路圖

橋式整流電路的工作原理

如圖2所示。

在u2的正半周，D1、D3導通，D2、D4截止，電流由TR次級上端經D1→ RL →D3回到TR 次級下端，在負載RL上得到一半波整流電壓
在u2的負半周，D1、D3截止，D2、D4導通，電流由Tr次級的下端經D2→ RL →D4 回到Tr次級上端，在負載RL 上得到另一半波整流電壓。
這樣就在負載RL上得到一個與全波整流相同的電壓波形，其電流的計算與全波整流相同，即
UL = 0.9U2    
IL = 0.9U2／RL   
流過每個二極體的平均電流為
ID = IL／2 = 0.45 U2／RL
每個二極體所承受的最高反向電壓為
什麼叫矽橋,什麼叫橋堆

目前，小功率橋式整流電路的四隻整流二極體，被接成橋路後封裝成一個整流器件，稱"矽橋"或"橋堆"，使用方便，整流電路也常簡化為圖Z圖1（c）的形式。

橋式整流電路克服了全波整流電路要求變壓器次級有中心抽頭和二極體承受反壓大的缺點，但多用了兩隻二極體。在半導體器件發展快，成本較低的今天，此缺點並不突出，因而橋式整流電路在實際中應用較為廣泛。

二極體整流電路原理與分析

半波整流

二極體半波整流電路實際上利用了二極體的單向導電特性。

當輸入電壓處於交流電壓的正半周時，二極體導通，輸出電壓vo=vi-vd。當輸入電壓處於交流電壓的負半周時，二極體截止，輸出電壓vo=0。半波整流電路輸入和輸出電壓的波形如圖所示。

對於使用直流電源的電動機等功率型的電氣設備，半波整流輸出的脈動電壓就足夠了。但對於電子電路，這種電壓則不能直接作為半導體器件的電源，還必須經過平滑（濾波）處理。平滑處理電路實際上就是在半波整流的輸出端接一個電容，在交流電壓正半周時，交流電源在通過二極體向負載提供電源的同時對電容充電，在交流電壓負半周時，電容通過負載電阻放電。

通過上述分析可以得到半波整流電路的基本特點如下：

（1）半波整流輸出的是一個直流脈動電壓。

（2）半波整流電路的交流利用率為50%。

（3）電容輸出半波整流電路中，二極體承擔最大反向電壓為2倍交流峰值電壓（電容輸出時電壓疊加）。

（3）實際電路中，半波整流電路二極體和電容的選擇必須滿足負載對電流的要求。

全波整流

當輸入電壓處於交流電壓的正半周時，二極體D1導通，輸出電壓Vo=vi-VD1。當輸入電壓處於交流電壓的負半周時，二極體D2導通，輸出電壓Vo=vi-VD2。

  由上述分析可知，二極體全波整流電路輸出的仍然是一個方向不變的脈動電壓，但脈動頻率是半波整流的一倍。

通過與半波整流相類似的計算，可以得到全波整流輸出電壓有效值Vorsm=0.9Ursm。

全波整流輸出的直流脈動電壓仍然不能滿足電子電路對直流電源的要求，必須經過平滑（濾波）處理。與半波整流相同，平滑處理電路是在全波整流的輸出端接一個電容。電容在脈動電壓的兩個峰值之間向負載放電，使輸出電壓得到相應的平滑。

通過上述分析可以得到半波整流電路的基本特點如下：

（1）半波整流輸出的是一個直流脈動電壓。

（2）半波整流電路的交流利用率為50%。

（3）電容輸出半波整流電路中，二極體承擔最大反向電壓為2倍交流峰值電壓（電容輸出時電壓疊加）。

（3）實際電路中，半波整流電路二極體和電容的選擇必須滿足負載對電流的要求。

全波整流

當輸入電壓處於交流電壓的正半周時，二極體D1導通，輸出電壓Vo=vi-VD1。當輸入電壓處於交流電壓的負半周時，二極體D2導通，輸出電壓Vo=vi-VD2。

由上述分析可知，二極體全波整流電路輸出的仍然是一個方向不變的脈動電壓，但脈動頻率是半波整流的一倍。

通過與半波整流相類似的計算，可以得到全波整流輸出電壓有效值Vorsm=0.9Ursm。

全波整流輸出的直流脈動電壓仍然不能滿足電子電路對直流電源的要求，必須經過平滑（濾波）處理。與半波整流相同，平滑處理電路是在全波整流的輸出端接一個電容。電容在脈動電壓

的兩個峰值之間向負載放電，使輸出電壓得到相應的平滑。

通過上述分析可以得到全波整流電路的基本特點如下：

（1）全波整流輸出的是一個直流脈動電壓。

（2）全波整流電路的交流利用率為100%。

（3）電容輸出全波整流電路，二極體承擔的最大反向電壓為2倍交流峰值電壓（電容輸出時電壓疊加）。

（4）實際電路中，全波整流電路中二極體和電容的選擇必須滿足負載對電流的要求。

橋式整流 

所謂橋式整流電路，就是用二極體組成一個整流電橋。

當輸入電壓處於交流電壓正半周時，二極體D1、負載電阻RL、D3構成一個迴路（圖5中虛線所示），輸出電壓Vo=vi-VD1-VD3。輸入電壓處於交流電壓負半周時，二極體D2、負載電阻RL、D4構成一個迴路，輸出電壓Vo=vi-VD2-VD4。圖中濾波電容的工作狀態。

 由上述分析可知，二極體橋式整流電路輸出的也是一個方向不變的脈動電壓，但脈動頻率是半波整流的一倍。 與半波整流輸出電壓有效值計算相類似，可以得到橋式整流輸出電壓有效值Vorsm=0.9Ursm。  

通過上述分析，可以得到橋式整流電路的基本特點如下：

（1）橋式整流輸出的是一個直流脈動電壓。

（2）橋式整流電路的交流利用率為100%。

（3）電容輸出橋式整流電路，二極體承擔的最大反向電壓為2倍的交流峰值電壓（電容輸出時電壓疊加）。

（4）橋式整流電路二極體的負載電流僅為半波整流的一半。

（5）實際電路中，橋式整流電路中二極體和電容的選擇必須滿足負載對電流的要求。