教你如何识读单相桥式整流电路

  2019 唯一机械

  典型的单相桥式整流电路

  图4-6所示电路为典型的单相桥式整流电路,它是由四个VD1~VD4接成电桥的形式构成的。

  (1)工作原理

  在变压器二次绕组的交流电压正半周时,其极性为上正下负,即a端电位高于b端电位,VD2、VD4因承受正向偏置电压而导通,VD1、VD3因承受反向偏置电压而截止,电流I1的通路是:a→VD2→RL→VD4→b。这时,负载电阻RL上得到一个半波电压,如图4-6所示。

  

  图4-6 单相桥式整流电路

  在变压器二次绕组的交流电压负半周时,其极性为上负下正,即b端电位高于a端电位VD1、VD3因承受正向偏置电压而导通,VD2、VD4因承受反向偏置电压而截止电流I2的通路是:b→VD3→RL→VD1→a。同样,负载电阻RL上也得到一个半波电压,如图4-7所示。

  

  图4-7 单相桥式整流电路的电压与电流的波形

  需注意以下几点。

  ①在分析流过二极管导通的回路电流时,从二次绕组上端或下端(a端或b端)出发,找出正极与线圈端点相连的整流二极管,(图4-8中的VD2和VD4),进行电流回路的分析,沿箭头方向进行分析。

  ②在电源变压器二次绕组交流电压的正、负半周,VD2、VD4和VD1、VD3交替导通,流过负载电阻RL的电流方向始终是从上向下流动,如图4-8所示。

  

  图4-8 单相桥式整流电路的电流通路

  (2)参数计算

  由于桥式整流电路能利用到交流电压的正、负半周,故负载RL两端的平均电压值是半波整流的两倍,即

  UO=0.9U

  负载RL上流过的电流平均值为

  

  (3)元器件的选用

  在桥式整流电路中。每个整流二极管有半个周期处于截止,在截止时,整流二极管承受的最高反向电压为

  

  这一点与半波整流电路相同。

  每两个二极管串联导电半周,因此每个二极管流过的平均电流只有负载电流的一半,即

  

  因此,在桥式整流电路中,若选用整流二极管,所选择二极管的最高反向电压URM应大于在电路中承受的最高反向电压,最大整流电流IRM应大于流过二极管的平均电流,否则整流二极管容易反向击穿或烧坏。

  (4)电路特点

  桥式整流电路与半波整流电路相比,其明显的优点是输出电压高、纹波电压小、整流二极管所承受的最大反向电压较低,并且因为电源变压器在正、负半周都有电流通过,所以变压器绕组中流过的是交流,变压器利用率高。在同样输出直流功率的条件下,桥式整流电路可以使用小的变压器,因此在整流电路中得到了广泛应用。

  在看到电路板上有一个整流全桥和一个体积较大的电解电容器或者4个二极管和一个体积较大的电解电容器时就可以判断这几个器件就是电路中的桥式整流电路,如图4-9所示。

  

  图4-9 电路板上的桥式整流电路

  {!-- PGC_COLUMN --}

  桥堆构成的整流电路

  (1)认识桥堆

  在实际整流电路中,桥式整流电路常常采用整流桥堆,它利用集成技术将四个二极管集成在一个硅片上,引出四根线,如图4-10所示。

  

  图4-10 整流桥堆

  (2)重要提示

  ①整流桥堆中两个交流电压输入脚“~”与电源变压器二次绕组相连,这两个引脚没有正、负极性之分。

  ②分析正极性端“+”与整流电路负载之间的连接电路,输出正极性直流脉动电压。

  ③分析负极性端“-”与接地电路,在输出正极性电压电路中负极性必须接地。

  (3)桥式整流电路的简单画法

  图4-11所示电路为桥式整流电路的简单画法,在电子产品电路图中多采用这种形式的画法,分析方法与前述相同。

  

  图4-11 桥式整流电路及其简单画法

  (4)桥堆构成的正、负极性全波整流电路

  图4-12所示电路为桥堆构成的正、负极性全波整流电路。电路中的ZL是整流桥堆,T是带中间抽头的电源变压器。

  

  图4-12 桥堆构成的正、负极性全波整流电路

  典型的单相桥式整流电路

  图4-6所示电路为典型的单相桥式整流电路,它是由四个VD1~VD4接成电桥的形式构成的。

  (1)工作原理

  在变压器二次绕组的交流电压正半周时,其极性为上正下负,即a端电位高于b端电位,VD2、VD4因承受正向偏置电压而导通,VD1、VD3因承受反向偏置电压而截止,电流I1的通路是:a→VD2→RL→VD4→b。这时,负载电阻RL上得到一个半波电压,如图4-6所示。

  

  图4-6 单相桥式整流电路

  在变压器二次绕组的交流电压负半周时,其极性为上负下正,即b端电位高于a端电位VD1、VD3因承受正向偏置电压而导通,VD2、VD4因承受反向偏置电压而截止电流I2的通路是:b→VD3→RL→VD1→a。同样,负载电阻RL上也得到一个半波电压,如图4-7所示。

  

  图4-7 单相桥式整流电路的电压与电流的波形

  需注意以下几点。

  ①在分析流过二极管导通的回路电流时,从二次绕组上端或下端(a端或b端)出发,找出正极与线圈端点相连的整流二极管,(图4-8中的VD2和VD4),进行电流回路的分析,沿箭头方向进行分析。

  ②在电源变压器二次绕组交流电压的正、负半周,VD2、VD4和VD1、VD3交替导通,流过负载电阻RL的电流方向始终是从上向下流动,如图4-8所示。

  

  图4-8 单相桥式整流电路的电流通路

  (2)参数计算

  由于桥式整流电路能利用到交流电压的正、负半周,故负载RL两端的平均电压值是半波整流的两倍,即

  UO=0.9U

  负载RL上流过的电流平均值为

  

  (3)元器件的选用

  在桥式整流电路中。每个整流二极管有半个周期处于截止,在截止时,整流二极管承受的最高反向电压为

  

  这一点与半波整流电路相同。

  每两个二极管串联导电半周,因此每个二极管流过的平均电流只有负载电流的一半,即

  

  因此,在桥式整流电路中,若选用整流二极管,所选择二极管的最高反向电压URM应大于在电路中承受的最高反向电压,最大整流电流IRM应大于流过二极管的平均电流,否则整流二极管容易反向击穿或烧坏。

  (4)电路特点

  桥式整流电路与半波整流电路相比,其明显的优点是输出电压高、纹波电压小、整流二极管所承受的最大反向电压较低,并且因为电源变压器在正、负半周都有电流通过,所以变压器绕组中流过的是交流,变压器利用率高。在同样输出直流功率的条件下,桥式整流电路可以使用小的变压器,因此在整流电路中得到了广泛应用。

  在看到电路板上有一个整流全桥和一个体积较大的电解电容器或者4个二极管和一个体积较大的电解电容器时就可以判断这几个器件就是电路中的桥式整流电路,如图4-9所示。

  

  图4-9 电路板上的桥式整流电路

  {!-- PGC_COLUMN --}

  桥堆构成的整流电路

  (1)认识桥堆

  在实际整流电路中,桥式整流电路常常采用整流桥堆,它利用集成技术将四个二极管集成在一个硅片上,引出四根线,如图4-10所示。

  

  图4-10 整流桥堆

  (2)重要提示

  ①整流桥堆中两个交流电压输入脚“~”与电源变压器二次绕组相连,这两个引脚没有正、负极性之分。

  ②分析正极性端“+”与整流电路负载之间的连接电路,输出正极性直流脉动电压。

  ③分析负极性端“-”与接地电路,在输出正极性电压电路中负极性必须接地。

  (3)桥式整流电路的简单画法

  图4-11所示电路为桥式整流电路的简单画法,在电子产品电路图中多采用这种形式的画法,分析方法与前述相同。

  

  图4-11 桥式整流电路及其简单画法

  (4)桥堆构成的正、负极性全波整流电路

  图4-12所示电路为桥堆构成的正、负极性全波整流电路。电路中的ZL是整流桥堆,T是带中间抽头的电源变压器。

  

  图4-12 桥堆构成的正、负极性全波整流电路