全波整流器是将交流电的整个周期转换为脉动直流的半导体器件。不像半波整流器只使用输入交流周期的半波,全波整流器利用全波。采用全波整流器可以克服半波整流器效率较低的缺点。
全波整流器电路图
整流电路由一个降压变压器和两个连接的二极管组成,它们是中心抽头的。因此,这种提供中心攻丝的整流器称为整流器中心利用整流器。
负载电阻连接,输出电压通过该电阻获得。
全波整流器的工作
用于整流的输入交流电压非常高。交流信号在高压下由传输线提供,因为在高压下提供交流是经济的。整流电路中的降压变压器将高压交流转换为低压交流。
在中心分接全波整流器中,两个二极管连接到变压器二次绕组的中心分接。这两个二极管的阳极端子连接到次级绕组的中心攻丝上。此外,阳极端还与负载电阻相连。
当交流电压的正半周加到整流器上时,二次绕组的顶部为正,而二次绕组的底部相对于绕组的顶部为负。
二极管传导机制
因此,二极管D1是正向偏置,因为它连接到次级绕组的顶部;二极管D2是反向偏置,因为它连接到次级绕组的底部。因此,二极管D1将在周期的正半期间导电,而二极管D2将在交流信号的正半期间不导电。
二极管D1起短路作用,二极管D2起开路作用,在交流信号的正半部分。当交流信号的负半周作用于整流电路时,二次绕组的顶部为负,二次绕组的下半周为正。
因此,二极管D1是反向偏置,二极管D2是正向偏置。这是因为次级绕组顶部的负电压使二极管D1的阳极端相对于阴极为负。
因此,在全波整流器中,可以得到正半交流和负半交流的直流电压。因此,整流器的名称是全波整流器,因为它输出的是交流的全波。
全波整流器分析
- 反峰电压:全波整流器的峰值反电压是半波整流器的两倍。D1上的PIV(峰值反电压)为2Vsmax而PIV跨二极管D2也是2Vsmax。它是两倍,因为在反向偏置的二极管上的PIV是次级绕组和负载电阻的一半电压之和。
- 峰值电流:峰值电流(I马克斯)可以借助施加电压的瞬时值和二极管的电阻得到。施加到整流电路上的瞬时电压值可以给出为:-
假设正向电阻为射频欧姆,反向电阻为无穷大,则流过负载电阻的电流为-
总电流i可以由i的和得到1和我2对于整个循环。
其中Rf为正向电阻,RL为负载电阻。
其他因素如输出电流和输出电压如下所述。
- 输出电流:输出直流可以通过对i积分得到1从0到Π或者对I积分2从Π到2Π。
- 直流输出电压:输出电压的平均值或直流值可以作为输出直流与负载电阻R的乘积给出l
- Current的均方根值:通过对i积分,可以得到电流的有效值和有效值21限制0到Π。
4.输出电压均方根值:电压的均方根值横荷载可以通过乘得到RMS电流值和负载电阻R值l
5.形态因子与峰值因子:外形因素(Kf)为电流均方根值与电流平均值之比。
峰值因子(Kp)为电流峰值与电流均方根值之比。
6.整流效率:全波整流器的整流效率可以由输出到负载的直流功率与输出功率中存在的交流功率的比值来确定。
全波整流器的优点
- 全波整流的整流效率远远高于半波整流。它大约是半波整流器的两倍,即约为81%。
- 全波整流器所需的滤波电路很简单,因为全波整流器的纹波系数比半波整流器的纹波系数低。全波整流器的纹波系数为0.482,半波整流器的纹波系数约为1.21。
- 全波整流器的输出电压和输出功率都比全波整流器大得多。
- 在全波整流器中,变压器二次绕组的两半直流电流方向相反,消除了铁芯直流饱和的问题。
全波整流器的缺点
全波整流器比半波整流器需要更多的电路元件,因此成本较高。
哈立德说
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