整流解釋第 2 部分:全波整流
出處:維庫電子市場網 發(fā)布于:2025-01-06 16:34:43 | 927 次閱讀
第 2 部分將重點介紹全波整流。
全波整流
全波整流發(fā)生在負周期和正周期中。換句話說,整流是在一個完整的周期中進行的。在現代電子學中,存在兩種全波整流配置,橋式全波整流器和中心抽頭全波整流器。兩者都有其優(yōu)點和缺點?! enter-Tzeed Rectifier (中心抽頭整流器)
這種類型的全波整流涉及中心抽頭變壓器次級電壓,其中每個線圈端接不同的二極管 D1 和 D2,中心抽頭接地。
此整流中使用的中心抽頭變壓器的顯著特點是:
中點分接電壓為零,形成中性點。
這種分接是通過在變壓器次級繞組的中心連接一根引線來進行的。在這種情況下,線圈將被分成兩相等的部分。
這種抽頭將輸出電壓分成兩個具有不同極性的相等量。
您可以執(zhí)行多次分接,從而提供不同數量的輸出電壓。
中心抽頭全波整流的工作原理 通過向變壓器施加正的半周期電壓,變壓器次級繞組的 M 點變?yōu)檎?。該動作使二極管 D1 正向偏置,導致電流 i1流經點 A 到 B,這是一條穿過負載電阻 R 的路徑L.輸出產生一個正的半周期。下面的圖 3 是該解釋的電路表示。
圖 4 顯示,輸出來自負半周期和正半周期,并且兩個整流器半周期的輸出方向相同。
中心抽頭全波峰值反向電壓
變壓器半次級銅繞組兩端的最大電壓由 V 決定m,并且整個次級電壓出現在 nun 導電極二極管上。因此,峰值反向電壓是變壓器半次級繞組兩端最大電壓的兩倍。
峰值反向電壓可由以下公式確定:
\[PIV=2V_{m}\]
中心抽頭全波整流器的缺點包括:
難以找到中心敲擊
小輸出直流電壓
二極管的 PIV 必須非常高
橋式整流器
該電路使用四個二極管,不僅可以產生全波整流,還可以解決與中心抽頭配置相關的缺點?! 《O管 D1、D2、D3 和 D4 連接在一起,因此在任何給定的半個周期中只有兩個二極管導通。不涉及中心敲擊。
Bridge Full-Wave Rectification 的工作原理 向電橋輸入一個正的半周期,與點 Q 相比,P 點變?yōu)檎?。這使得二極管 D1 和 D3 正向偏置,而二極管 D2 和 D4 保持反向偏置。二極管 D1 和 D3 與負載電阻形成串聯連接并完成導通回路,如圖 6 所示?,F在兩個二極管一起工作產生輸出,產生的電壓將是中心抽頭全波整流器的兩倍。
圖 8 顯示了負半周期和正半周期獲得的輸出,并且兩個半周期輸出具有相同的方向。
橋式整流器解決了與中心抽頭整流器相關的缺點。
全波整流器分析
為了實現分析,假設輸入電壓 V我將成為:
\[V_{i}=V_{m}sin\omega t\]
R 中的電流L或二極管由以下公式確定:
\[i_{1}=I_{m}sin\omega t\,\,\,for\,0\leq\omega t\leq\pi\]
\[i_{1}=0\,\,\,for\,\pi\leq\omega t\leq2\pi\]
哪里
\[I_{m}=\frac{V_{m}}{R_{f}+R_{L}}\]
同樣,R 中的L或二極管由以下因素決定:
\[i_{2}=0\,\,\,for\,0\leq\omega t\leq\pi\]
\[i_{2}=I_{m}sin\omega t\,\,\,for\,\pi\leq\omega t\leq2\pi\]
通過負載電阻的總電流是所有電流的總和:
\[i=i_{1}+i_{2}\]
平均電流或直流電流
平均電流輸出可推導出為:
\[I_{DC}=\frac{1}{2\pi}\smallint^{\pi}_{0}i_{1}d(\omega t)+\frac{1}{2\pi}\smallint^{2\pi}_{0}i_{2}d(\omega t)\]
替換 i 的方程1和我2完成集成后,我們發(fā)現
\[I_{DC}=\frac{2I_{m}}{\pi}=0.636I_{m}\]
與我們分析半波整流器時得到的值相比,該值是 2 倍。
輸出直流電壓
全波整流器的輸出直流電壓由以下公式確定:
\[V_{DC}=I_{DC}R_{L}=\frac{2I_{m}R_{L}}{\pi}=0.636I_{m}R_{L}\]
該值是半波整流器直流電壓輸出的兩倍。
RMS 電流
RMS 電流的方程式可以推導出為:
\[I_{RMS}=\sqrt{\frac{1}{\pi}\smallint^{\pi}_{0}sin^{2}\omega t\,d(\omega t)}\]
如果兩半中的兩個電流在兩半中相等,則方程變?yōu)椋?br> \[I_{RMS}=\sqrt{\frac{I_{m}^{\,\,2}}{\pi}\smallint^{\pi}_{0}sin^{2}\omega t\,d(\omega t)}\]
\[I_{RMS}=\frac{I_{m}}{\sqrt2}\]
整流器的效率
\[\eta=\frac{輸出\,DC\,Power\,of\,the\,負載}{輸入\,AC\,Power\,from\,the\,變壓器}=\frac{P_{DC}}{P_{AC}}\]
\[P_{DC}=(\frac{V_{m}}{\pi})^{2}\]
\[P_{AC}=(\frac{V_{m}}{\sqrt2})^{2}\]
在效率方程中替換上述內容,效率變?yōu)椋?br> \[\eta=\frac{8}{\pi^{2}}=0.812=81.2\%\]
紋波系數
外形規(guī)格的計算方式如下:
\[F=\frac{I_{RMS}}{I_{DC}}\]
替換公式中的當前值,您得到的外形尺寸為 1.11
紋波因子現在由下式給出;
\[\gamma=\sqrt{F^{2}-1}\]
替換正確的值,紋波系數為 0.48。
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