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整流电路的组成及各元件的效果

来源:乐鱼体育平台    发布时间:2024-02-10 11:10:09

  电源变压器即整流变压器,用来把电源电压(380/220V或更高的电压)改换到契合整流电路输出电压所需求的巨细。

  经二极管整流元件改换成的单方向电流或电压,是一种单向脉动电流或脉动电压。这种脉动电流中除了直流重量以外,还含有沟通重量。滤波元件的效果便是去掉脉动电流中的沟通重量。

  单相半波整流电路由整流变压器B、二极管整流元件D和负载电阻Rf等所组成,如下图(a)所示。

  设变压器二次侧的电压为u=√2 Usinωt,其波形如上图(b)所示。并设u在正半周时变压器二次侧a点为正,b点为负;负半周时b点为正,a点为负。依据二极管的单导游电性,即只有当它的阳极电位高于阴极电位时才干导通的特色可以精确的看出:在的u的正半周(0-π期间),二极管导通,有电流iD和i0经过二极管和负载;在u的负半周(π-2π期间),二管因接受反向电压而截止,二极管和负载都没有电流经过。到沟通电的下一个周期,又重复上述导通与截止的进程。

  上图(a)的电路能完成把沟通电压或电流改换成单方向电压或电流的效果。因为这个电路只在沟通电一个周期中的半个周期内有单方向的电能输出,所以是一个单相半波整流电路,其输出波形如上图(c)所示。

  整流电路输出电压和输出电流的巨细是以它在一个周期内的平均值来衡量的。因而在省略了二极管导通时的管压降(硅管约0.5V、锗管约0.2V),单相半波整流电路的输出电压和输出电流的平均值U0和I0分别为U0=√2/π=0.45U,I~0~=U~0~/R~f~=0.45U/R~f~

  单相半波整流电路中,整流二极管是和负载串联的,因而经过二极管的电流和电路的输出电流(即经过负载的电流)是相同的,其平均值ID=I0,其最大值为IDM=√2 U/Rf

  整流二极管在u的负半周时截止,并接受反向电压,其最大反向电压为UDRM=√2U。

  将整个周期的单相沟通电压改换成直流电压的整流称为单相全波整流。完成单相全波整流的电路有两种:单相全波整流电路和单相桥式整流路。

  从下图(a)可以精确的看出,单相全波整流电路实质上是由两个半波整流电路所组成的。变压器B的次级绕组有中心抽头o,其两部分绕组ao、bo彻底对称,因而电压Uao与Ubo巨细持平,仅仅相位差180^o^,即Uao=√2Usinωt,Ubo=√2Usin(ωt-180^o^)

  设沟通电正半周时a点为正,b点为负;负半周时b点为正,a点为负。所以0-π的半周内,D1导通,D2截止;在π-2π的半周内,D1截止,D2导通。在沟通电的一周期内,D1、D2轮番导通半个周期,使负载Rf在一个周期内(0-2π期间)都有同一方向的电流经过,以此来完成单相全波整流。

  如上图所示,设变压器二次侧电压u=√2sinωt。正半周时,a点为正、b点为负;负半周时,b点为正、a点为负。因而在u的正半周,D1、D3导通,D2、D4截止;在u的负半周,D1、D3截止,D2、D4导通。因为在沟通的一个周期内,D1、D3和D2、D4轮番导通半个周期,使负载Rf在一个周期内都有同一方向的电流经过,以此来完成单相全波整流。

  与单相半波整流电路比较,全波整流电路在整个周期内均有输出,因而输出电压、电流的平均值U0、I0必定增加一倍,即

  因为D1、D3和D2、D4在一周期中只导通半周,所以经过二极管的电流ID和单相半波电路相同。ID=1/2I0=0.45U/Rf

  1)在单相全波整流电路中,每个二极管在截止时所接受的最大反向电压为UDRM=√2(Uao+Ubo)=2√2U

  2)在单相桥式整流电路中,每个二极管在截止时所接受的最大反向电压为UDRM=√2U

  如下图(a)所示,三相整流变压器初级绕组作三角形衔接,次级绕组作星形衔接,每相一个二极管。

  从上图(b)可以精确的看出,三相半波整流电路输出波形的脉动比任何一种单相整流电路都要小。

  在t1-t2期间,ua为正,而且最大,即a点电位最高,所以D1导通。如省略D1管的管压降,则N与a点等电位,此刻D2、D3的阳极虽为正,因为阴极(N点)的电位更高,所以D2、D3处于截止。电流由a流出经D1到N点,经过负载Rf回到0点。效果在负载上的电压u0=ua。

  同理、在t2-t3期间,ub为正,而且最大,二极管D2导通,D1、D3截止,电流由b经D2到N点,经过负载Rf回到0点,此刻u0=ub。

  在t3-t4期间,uC为正,而且最大,二极管D3导通,D1、D2截止,电流由c经D3到 N点,经过Rf回到0点。

  在t4今后,又顺次重复上述进程。可见在沟通电改变的一周期内,三个二极管D1、D2、D3轮番导通,每个二管导通时刻为1/3周期。

  因为每个二极管在一个周期的时刻内,只导通1/3周期。所以经过每个二极管电流的平均值ID为I0的1/3,即ID=1/3 I0

  每个二极管在截止期间,例如D1导通,D2、D3截止时,N与a点等电位,效果在D2、D3上的反向电压分别为uab、uac,而uab、uac为变压器二次侧的线电压(u为相电压),所以加在每个二极管上的最大反向电压也便是线电压的最大值,即UDRM=√3(√2U)=2.45U

  在t1-t2期间,ua为正值,ub、uc为负值,且ub比uc负得更多。因而D1、D4正导游通,有电流经a-D1-d-Rf-e-D4-b经过。如省略二极管的管压降,d与a等电位且最高;e点与b点等电位且最低,因而D2、D3、D5、D6处于截止状况。

  在t2-t3期间,ua仍为正最大(此刻ub也逐步由负半周转向正半周),uc向负最大值上升。电路中电位最低点已由b点转到c点,因而有D1、D6两个二极管导通。而D2、D3、D4、D5截止。

  总归,在三相沟通电改变的进程中,阳极电位处于正最大(比较另一相而言)、或阴极电位处于最负(与另一比较较负得更多)的二极管就会导通。因而在三相桥式电路的任一瞬间总有两只二极管导通,而另四只二极管截止。在导通的两只二极管中,一只属共阴极组(即D1、D3、D5的阴极连在一起的一组二极管),另一只属共阳极组(即D2、D4、D6的阳极连在一起的一组二极管)。每个二极管导通的时刻是1/3周期。

  三相桥式整流电路输出电压波形(也可视作电流波形)如上图(b)所示,清楚明了脉动程度比三相半波更小。

  桥式整流电路的输出电压、输出电流比半波整流电路大一倍,但经过二极管的电流和最大反向电压与之相同。

  的输出,与直流相差很大,波形中含有较大的脉动成分,称为纹波。为取得比较抱负的直

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