一文教你讀懂橋式整流電路

各位好，我是李工，渴望各位多多支持我。

今天給各位講一下橋式整流電路。

什么是橋式整流電路？

在前方全波整流電路那篇文章中以前講到過了，橋式整流電路但是是全波整流電路的一種。

橋式整流電路是由四個二極管毗連在一個閉環(huán)“橋”設置中，以產(chǎn)生所需的輸入。

這種橋式電路的主要優(yōu)點是不必要特別的中央抽頭變壓器，從而減小了尺寸和本錢。單個次級繞組毗連到二極管橋網(wǎng)絡的一側(cè)，負載毗連到另一側(cè)，如下圖所示。

橋式整流電路電路圖

橋式整流電路事情原理

在輸入交換波形二極管的正半周期時期，D1 和 D2 正向偏置，D3 和 D4 反向偏置。當電壓凌駕二極管D1 和 D2 的閾值電平常，開頭導通 - 負載電流開頭流過它，如下圖紅線的途徑所示。

橋式整流電路原理圖

橋式整流電路正半周期事情原理

在正半周時期，二極管 D3-D2 取得正向偏置，并起到閉合開關(guān)的作用。二極管 D1-D4 反向偏置并且不導通，因此就像掀開開關(guān)一樣。因此我們在輸入端取得正半周。

橋式整流電路正半周期原理圖

橋式整流電路正半周期電流流向圖

橋式整流電路負半周期事情原理

在負半周時期，二極管 D1-D4 正向偏置，并起到閉合開關(guān)的作用。二極管 D3-D2 反向偏置并且不導通，因此就像掀開開關(guān)一樣。因此我們在輸入端取得正半周。

橋式整流電路負半周期原理圖

橋式整流電路負半周期電流流向圖

橋式整流電路輸入波形圖

從以上4個圖可以看出，在正半周和負半周時期，流經(jīng)負載電阻R L的電流朝向是相反的。因此，正半周和負半周的輸入直流信號的極性相反。輸入直流信號的極性可以是完全正極也可以是負極。假如二極管的朝向反轉(zhuǎn)，那么我們會取得一個完備的負直流電壓。

因此，橋式整流電路在輸入交換信號的正半周期和負半周期時期都允許電流。

橋式整流電路的輸入波形如下圖所示，我們可以看到交換電壓的負局部顛末橋式整流電路后轉(zhuǎn)換為正周期。

橋式整流電路特性參數(shù)盤算

橋式整流電路的主要參數(shù)包含以下幾個：

• 紋波系數(shù)
• 峰值反向電壓 (PIV)
• 聽從

紋波系數(shù)

使用因子丈量輸入直流信號的平滑度稱為紋波因子。這里，平滑的直流信號可以被以為是包含很少紋波的輸入直流信號，而高脈動直流信號可以被以為是包含高紋波的輸入信號。在數(shù)學上，它可以界說為紋波電壓與純直流電壓的分數(shù)。

關(guān)于橋式整流器，紋波因子的參數(shù)盤算公式為：

Γ = √ (Vrms2/VDC)?1

橋式整流器的紋波系數(shù)值為0.48

PIV（峰值反向電壓）

峰值反向電壓或 PIV 可以界說為當二極管在整個負半周期內(nèi)以反向偏置條件毗連時來自二極管的最高電壓值。橋式電路包含四個二極管，如 D1、D2、D3 和 D4。

在正半周期中，兩個二極管（如 D1 和 D3）處于導通地點，而 D2 和 D4 二極管均處于非導通地點。相反，在負半周，D2 和 D4 等二極管處于導通地點，而 D1 和 D3 等二極管處于非導通地點。

聽從

整流器的聽從主要決定整流器將AC（交換電）變?yōu)镈C（直流電）的才能。整流器的聽從可以界說為；它是 DC o/p 功率和 AC i/p 功率的比值。橋式整流器的最大聽從為 81.2%。

η = DC o/p 功率/AC i/p 功率

橋式整流電路的分類

橋式整流電路依據(jù)這些要素分為幾品種型：電源典范、控制才能、橋式電路設置等。橋式整流電路主要分為單相和三相整流電路。這兩品種型進一步分為非控制型、半控制型和全控制型整流電路。底下形貌了此中一些典范的整流電路。

單相和三相橋式整流電路

電源的實質(zhì)，即單相或三相電源決定了這些整流電路。單相橋式整流電路由四個二極管構(gòu)成，用于將交換轉(zhuǎn)換為直流，而三相整流器使用六個二極管，如圖所示。依據(jù)二極管、晶閘管等電路元件的不同，這些整流電路也可以是不受控或受控的整流電路。

單相和三相橋式整流電路

非受控橋式整流電路

如圖所示，該橋式整流電路使用二極管對輸入信號舉行整流。由于二極管是一種單向器件，僅允許電流沿一個朝向活動。使用整流電路中的這種二極管設置，它不允許功率依據(jù)負載要求而厘革。以是這品種型的整流電路用于恒定或安穩(wěn)電源。

非受控橋式整流電路

可控橋式整流電路

在這品種型的整流器中，AC/DC 轉(zhuǎn)換器或整流器——代替不受控制的二極管，使用可控固態(tài)器件（如 SCR、MOSFET、IGBT 等）來改動不同電壓下的輸入功率。經(jīng)過在不同的時候觸發(fā)這些裝備，負載的輸入功率取得得當?shù)母膭印?/p>

可控橋式整流電路

橋式整流電路計劃注意事項

使用橋式整流電路從交換輸入提供直流輸入時，必要思索以下幾點：

• 電壓降： 萬萬不要忘記，流過橋式整流電路的電流會經(jīng)過兩個二極管。后果，輸入電壓將下降這個量。由于大大多橋式整流電路使用硅二極管，因此該壓降最少為 1.2 伏，并且會隨著電流的增長而增長。因此，可以完成的最大電壓輸入最少比交換輸入的峰值電壓低 1.2 伏。
• 盤算整流器中分發(fā)的熱量： 二極管將使電壓下降最少 1.2 伏（假定為標準硅二極管），隨?著電流的增長，該電壓將上升。它是由二極管兩頭的標準電壓降以及二極管內(nèi)的電阻惹起的。要注意，電流在任何半個周期內(nèi)都經(jīng)過電橋內(nèi)的兩個二極管。起首是一組兩個二極管，然后是另一個。必要查閱橋式整流電路的二極管或整個橋式整流電路電子元件的datasheet，以查察假想電流水平的電壓降。電壓降和經(jīng)過整流電路的電流會產(chǎn)生熱量，必要散熱。在某些情況下，這可以經(jīng)過氛圍冷卻輕松散失，但在其他情況下，橋式整流電路約莫必要用螺栓安穩(wěn)到散熱器上。為此，很多橋式整流電路被布局成用螺栓安穩(wěn)在散熱器上。
• 峰值反向電壓： 確保不凌駕橋式整流電路或單個二極管的峰值反向電壓十分緊張，不然二極管約莫會擊穿。橋式整流電路中二極管的 PIV 額外值低于與中央抽頭變壓器一同使用的兩個二極管設置所需的額外值。假如忽略二極管壓降，關(guān)于相反的輸入電壓，橋式整流電路必要的二極管 PIV 額外值是中央抽頭整流電路的一半。這約莫是使用此設置的另一個優(yōu)點。二極管兩頭的峰值反向電壓即是峰值次級電壓Vsec，由于在半個周期內(nèi)，二極管 D1 和 D4 導通，而二極管 D2 和 D3 反向偏置。全波橋式整流電路體現(xiàn)峰值反向電壓假定完善的二極管上沒有電壓降，使用這一點，可以看出 A 點和 B 點將具有相反的電位，C 點和 D 點也是云云。這意味著來自變壓器的峰值電壓將顯如今負載上。每個非導電二極管上也顯現(xiàn)相反的電壓。

橋式整流電路優(yōu)缺陷

橋式整流器的優(yōu)點

• 輸入直流信號中的低紋波：橋式整流器的直流輸入信號比半波整流器更平滑。換言之，與半波整流器比擬，橋式整流器具有更少的紋波。但是，橋式整流器的紋波系數(shù)與中央抽頭全波整流器相反。
• 整流聽從高：與半波整流器比擬，橋式整流器的整流聽從十分高。但是，橋式整流器和中央抽頭全波整流器的整流聽從是相反的。
• 低功耗：在半波整流器中，只允許輸入交換信號的一個半周期，而阻斷輸入交換信號的剩余半周期。后果，幾乎一半的使用輸入功率被糜費了。

但是，在橋式整流電路中，電流在輸入交換信號的正負半周時期都是允許的。以是輸入直流功率幾乎即是輸入交換功率。

橋式整流器的缺陷

橋式整流電路看起來很繁復：在半波整流器電路中，僅使用一個二極管，而在中央抽頭全波整流電路中使用兩個二極管。但在橋式整流電路中，我們使用四個二極管舉行電路利用。以是橋式整流電路看起來比半波整流電路和中央抽頭全波整流電路繁復。

與中央抽頭全波整流電路比擬，功率斲喪更大：在電子電路中，我們使用的二極管越多，電壓降就會越大。橋式整流電路的功率斲喪幾乎即是中央抽頭全波整流電路。但是，在橋式整流電路中，與中央抽頭全波整流電路比擬，電壓降略高。這是由于兩個分外的二極管（統(tǒng)共四個二極管）。

在中央抽頭全波整流電路中，每個半周期僅有一個二極管導通。以是電路中的電壓降為0.7伏。但在橋式整流電路中，兩個串聯(lián)的二極管在每個半周期導通。因此，電壓降是由于兩個即是 1.4 伏（0.7 + 0.7 = 1.4 伏）的二極管而產(chǎn)生的。但是，由于該電壓降形成的功率斲喪十分小。

以上就是關(guān)于橋式整流的一些知識點，渴望各位多多支持我，接待在批評區(qū)留言。

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