【模電經典回顧系列】系列1 橋式整流電路分析

2021-01-15 電子產品世界

  學過模電的人應該對於橋式整流電路都應該不陌生,在我學模電的時候對於橋式整流電路印象最深刻的就是它的四個二極體。 在我們的日常設計中,橋式整流電路也是基本上必不可少的,因為橋式整流器對輸入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。橋式整流是交流電轉換成直流電的第一個步驟。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201604/289849.htm

  今天就讓我們重溫下當初的橋式整流電路:

    

 

  橋式整流電路的工作原理如下:

  輸入電壓u2為正半周時,對D1、D3加正向電壓,Dl、D3導通;對D2、D4加反向電壓,D2、D4截止。電路中構成u2、D1、Rfz 、D3通電迴路,在Rfz 上形成上正下負的半波整流電壓;

  輸入電壓u2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u2、D2、Rfz 、D4通電迴路,同樣在Rfz 上形成上正下負的另外半波的整流電壓。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。從圖還不難看出,橋式電路中每隻二極體承受的反向電壓等於變壓器次級電壓的最大值,比全波整流電路小一半。橋式整流是對二極體半波整流的一種改進。

  分析1:電源濾波的過程分析:電源濾波是在負載RL兩端並聯一隻較大容量的電容器。由於電容兩端電壓不能突變,因而負載兩端的電壓也不會突變,使輸出電壓得以平滑,達到濾波的目的。

  波形形成過程:輸出端接負載RL時,當電源供電時,向負載提供電流的同時也向電容C充電,充電時間常數為τ充=(Ri∥RLC)≈RiC,一般Ri〈〈RL,忽略Ri壓降的影響,電容上電壓將隨u2迅速上升,當ωt=ωt1時,有u2=u0,此後u2低於u0,所有二極體截止,這時電容C通過RL放電,放電時間常數為RLC,放電時間慢,u0變化平緩。當ωt=ωt2時,u2=u0,ωt2後u2又變化到比u0大,又開始充電過程,u0迅速上升。ωt=ωt3時有u2=u0,ωt3後,電容通過RL放電。如此反覆,周期性充放電。由於電容C的儲能作用,RL上的電壓波動大大減小了。電容濾波適合於電流變化不大的場合。LC濾波電路適用於電流較大,要求電壓脈動較小的場合。

  分析2:計算濾波電容的容量和耐壓值選擇

  電容濾波整流電路輸出電壓Uo在√2U2~0.9U2之間,輸出電壓的平均值取決於放電時間常數的大小。

  電容容量RLC≧(3~5)T/2其中T為交流電源電壓的周期。實際中,經常進一步近似為Uo≈1.2U2整流管的最大反向峰值電壓URM=√2U2,每個二極體的平均電流是負載電流的一半。


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