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电桥整流是一种将交流电转换为直流电的方法。它通过使用四个二极管(或晶体管)来实现这一转换。这四个二极管中的两个是正向导通型,另外两个是反向偏压型。
在交流电输入电桥整流器时,正向导通型二极管会在正半周期导通,而反向偏压型二极管则会在负半周期导通。这样就能将交流电的正负半周期转换成直流电的全周期。
电桥整流器的输出直流电的幅值可能较交流电的幅值有所降低,主要因为二极管导通时的损耗。同时,电桥整流器还会产生高频的交流谐波。
对于交流谐波的问题,可以使用滤波电路来消除这些干扰。滤波电路通常包括电容或电感元件,可以将高频谐波电流吸收,而直流则通过。
另一种常用的电桥整流技术是半桥整流,它只需要使用两个二极管。它的原理是在正半周期导通一个二极管,在负半周期导通另一个二极管。由于只有两个二极管参与工作,因此半桥整流器的效率较低。
电桥整流器在许多应用中广泛使用,如充电器,逆变器,电源适配器等。由于其结构简单,成本低廉且可靠性高,因此在很多领域都得到了广泛应用。
另外,还有一种常见的电桥整流器叫做全桥整流器。它使用四个晶体管来实现整流功能,与普通电桥整流器相比,全桥整流器可以使用更低的驱动电压,并且更能抵抗电压变化和负载变化。
全桥整流器在高功率应用中很常见,如工业设备、电动汽车充电站等。而且它也可以用于高效率逆变器中,可以在高效率和低成本之间取得平衡。
需要注意的是,电桥整流器并不能对输入交流电的频率进行调整或调节,因此需要配合其他类型的电路(如变频器)才能使用在需要调整输入频率的应用中。
桥式整流电路原理如下:
桥式整流电路是一种常用的直流整流方式,它通过四个二极管连接成的桥形结构来实现整流。在交流电源输入端,四个二极管按照一定的次序进行开关,使得交流电在输入端的正半周期和负半周期时分别通过两个二极管,在输出端得到直流电。桥式整流电路具有效率高、纹波小等优点。
电路中采用四个二极管,互相接成桥式结构。利用二极管的电流导向作用,在交流输入电压U2的正半周内,二极管D1、D3导通,D2、D4截止,在负载RL上得到上正下负的输出电压;在负半周内,正好相反,D1、D3截止,D2、D4导通,流过负载RL的电流方向与正半周一致。如图所示:
桥式整流电路的优点是输出电压高,纹波电压较小,管子所承受的最大反向电压较低,同时因电源变压器正、负半周内都有电流供给负载,电源变压器得到充分的利用,效率较高。
由于整流电路的输出电压都含有较大的脉动成分。为了尽量压低脉动成分,另一方面还要尽量保留直流成分,使输出电压接近理想的直流,这种措施就是滤波。滤波通常是利用电容或电感的能量存储作用来实现的。
桥式整流电路,也可认为它是全波整流电路的一种,变压器绕组按上图方法接四只二极管。D1~D4为四只相同的整流二极管,接成电桥形式,故称桥式整流电路。利用二极管的导引作用,使在负半周时也能把次级输出引向负载。
由电源变压器、四只整流二极管D1~4和负载电阻RL组成。四只整流二极管接成电桥形式,故称桥式整流。
桥式整流电路如图所示,其中图(a)、(b)、(c)是它的三种不同画法。
桥式整流电路的工作原理如图6所示。在u2的正半周,D1、D3导通,D2、D4截止,电流由TR次级上端经D1→RL→D3回到TR次级下端,在负载RL上得到一半波整流电压。
在u2的负半周,D1、D3截止,D2、D4导通,电流由Tr次级的下端经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。
这样就在负载RL上得到一个与全波整流相同的电压波形,其电流的计算与全波整流相同,即
UL=0.9U2IL=0.9U2/RL流过每个二极管的平均电流为
ID=IL/2=0.45U2/RL每个二极管所承受的最高反向电压为
目前,小功率桥式整流电路的四只整流二极管,被接成桥路后封装成一个整流器件,称"硅桥"或"桥堆",使用方便,整流电路也常简化为图Z0705(c)的形式。
桥式整流电路克服了全波整流电路要求变压器次级有中心抽头和二极管承受反压大的缺点,但多用了两只二极管。在半导体器件发展快,成本较低的今天,此缺点并不突出,因而桥式整流电路在实际中应用较为广泛。
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