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半波整流电路工作原理及特点

关注列表来源:壹芯微发布日期 2021-02-02 浏览:-

半波整流电路工作原理及特点

整流器是将交流电压转换为直流电压的电子设备。换句话说,它将交流电转换成直流电。几乎所有的电子设备都使用整流器。主要用于将主电压转换为电源部分的直流电压。通过使用直流电压供应电子设备工作。根据导通时间,整流器分为两类:半波整流器和全波整流器。

半波整流器的工作

在正半周期内,二极管处于正向偏置状态,并将电流传导至RL(负载电阻)。在负载上产生电压,这与正半周的输入交流信号相同。

半波整流电路

半波整流电路工作原理和特点

或者,在负半周期间,二极管处于反向偏置状态,没有电流流过二极管。只有交流输入电压出现在负载两端,并且这是在正半周期内可能出现的最终结果。输出电压脉动直流电压。

整流器电路

单相电路或多相电路位于整流器电路之下。对于国内应用,使用单相低功率整流电路,工业HVDC应用需要三相整流。PN结二极管最重要的应用是整流,它是将交流转换为直流的过程。

单相整流器

半波整流

在单相半波整流器中,交流电压的正或负一半流动,而交流电压的另一半被阻断。因此输出只接收交流波的一半。单相半波整流需要一个二极管,三相电源需要三个二极管。半波整流器比全波整流器产生更多数量的纹波,并且消除谐波需要更多的滤波。

半波整流电路

对于正弦输入电压,理想半波整流器的空载输出直流电压为Vrms = Vpeak / 2Vdc = Vpeak /π

这里

Vdc,Vav - 直流输出电压或平均输出电压

Vpeak - 输入相电压的峰值

Vrms - 均方根值的输出电压

半波整流器的操作

PN结二极管仅在正向偏置条件下导通。半波整流器采用与PN结二极管相同的原理,从而将交流转换为直流。在半波整流电路中,负载电阻与PN结二极管串联。交流电是半波整流器的输入。一个降压变压器需要输入电压,而变压器的输出结果会提供给负载电阻和二极管。

在正半周期内,二极管处于正向偏置状态。在负半周期间,二极管处于反向偏置状态。电压输出在负载电阻上测量。在正半周期内,输出为正值且显着。在负半周期内,输出为零或不显着。这被称为半波整流。

半波整流器的工作

在正半周期中,当上端的次级绕组相对于下端为正时,二极管处于正向偏置状态并导通电流。在正半周期中,当假定二极管的正向电阻为零时,输入电压直接施加到负载电阻。输出电压和输出电流的波形与交流输入电压的波形相同。

在负半周期中,当下端的次级绕组相对于上端为正时,二极管处于反向偏置状态并且不传导电流。在负半周期间,负载两端的电压和电流保持为零。反向电流的幅度非常小,并且被忽略。所以,在负半周期内没有功率输出。

一系列正半周是在负载电阻上产生的输出电压。输出是一个脉动的直流波,并使平滑的输出波滤波器,这应该是跨越负载,使用。如果输入波是半周期的,那么它被称为半波整流器。

三相半波整流电路

三相半波非控制整流器需要三个二极管,每个都连接到一个相。三相整流器电路在直流和交流连接上都会产生大量谐波失真。直流侧输出电压每个周期有三个不同的脉冲。

半波整流电路

半波整流器特性

用于以下参数的半波整流器的特性

PIV(峰值反向电压)

在反向偏压条件下,二极管必须承受其最大电压。在负半周期内,没有电流流过负载。因此,二极管上会出现整个电压,因为负载电阻没有电压降。

半波整流器的PIV = V SMAX

二极管的平均电流和峰值电流

假设变压器次级的电压为正弦波,其峰值为V SMAX。施加给半波整流器的瞬时电压是Vs = V SMAX Sin wt流过负载电阻的电流是

I MAX = V SMAX /(R F + R L)

调整是空载电压与满载电压相对于满载电压的差值,电压调整百分比为%调节= {(Vno-load-Vfull-load)/ Vfull-load} * 100效率输入AC与输出DC的比率称为效率(?)。

?= Pdc / Pac

传递给负载的直流电源是

Pdc = I 2 dc R L =(I MAX /π)2 R L

输入到变压器的交流电源,

Pac =负载电阻的功耗+结型二极管的功耗

= I 2 rms R F + I 2 rms R L = {I 2 MAX / 4} [R F + R L ]

α= Pdc / Pac = 0.406 / {1 + R F / R L }

当R F被忽略时,半波整流器的效率为40.6%。

纹波系数(γ)

纹波含量被定义为输出DC中存在的AC含量。如果纹波系数较小,整流器的性能会更好。半波整流器的纹波系数值为1.21。

I 2 = I 2 dc + I 2 1 + I 2 2 + I 2 4 = I 2 dc + I 2 acγ=我交流 / I DC =(I 2 - I 2 直流)/ I DC = {(I RMS / I 2 直流)/目标值Idc = {(I RMS / I 2 直流)-1} = K ?F 2 -1 )其中kf - 形状因子kf = Irms / Iavg =(Imax / 2)/(Imax /?)=?/ 2 = 1.57所以, γ =(1.572-1)= 1.21变压器利用系数(TUF)

它被定义为输送到负载和变压器次级AC额定值的AC电力的比率。半波整流器的TUF约为0.287。

半波整流器的优点

低廉,简单,使用方便,组件数量少,半波整流器的缺点

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