整流电路设计

news2024/11/24 8:56:58

一、交直流电区别

交流电:一般指大小方向都随时间作周期性变化的电压或电流。交流电的极性在一个周期内变换多次,而直流电则保持恒定。
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直流电(电压或电流):直流电的方向不随时间而变化。直流电通常又分为恒定电压的直流电和电压波动变化的直流电(脉动直流电)

电压恒定的直流电:

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需要注意到,恒定电压的直流电是比较理想的,大小和方向都不改变,而脉动直流电中有交流成分,大小改变,方向不变。

脉动直流电:

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二:整流电路

1、简介:

将交流电转化为直流电称为整流。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。

2、原理:

整流电路的作用是将交流降压电路输出的电压较低的交流电转换成单向脉动性直流电,然后再通过滤波电容将电压波动降低,这就是交流电的整流过程。经过整流电路之后的电压已经不是交流电压,而是一种含有直流电压和交流电压的混合电压。习惯上称单向脉动性直流电压。

整流电路基本器件作用如下:
① 变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。
②整流二极管可以使电流单向流动。
③ 滤波器接在主电路与负载之间,用于滤除脉动直流电压中的交流成分。

三:整流电路的分类

1.单相半波整流电路
二极管半波整流电路实际上利用了二极管的单相导电特性。当输入电压处于交流电压的正半周时,二极管导通,输出电压Vo=Vi-Vd。
当输入电压处于交流电压的负半周时,二极管截止,输出电压Vo=0。半波整流电路输入和输出电压的波形如图所示。
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对于使用直流电源的电动机等功率型的电气设备,半波整流输出的脉动电压就足够了。但对于电子电路,这种电压则不能直接作为半导体器件的电源,还必须经过平滑(滤波)处理。平滑处理电路实际上就是在半波整流的输出端接一个电容,在交流电压正半周时,交流电源在通过二极管向负载提供电源的同时对电容充电,在交流电压负半周时,电容通过负载电阻放电。

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2. 单相全波整流电路
当输入电压处于交流电压的正半周时,二极管D1导通,二极管D2反向截止,输出电压Vo=Vi-Vd1。当输入电压处于交流电压的负半周时,二极管D2导通,二极管D1反向截止,输出电压Vo=Vi-Vd2。
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需要注意到,全波整流输出的直流脉动电压仍然不能满足电子电路对直流电源的要求,必须经过平滑(滤波)处理。与半波整流相同,平滑处理电路是在全波整流的输出端接一个电容。电容在脉动电压的两个峰值之间向负载放电,使输出电压得到相应的平滑。
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3. 桥式全波整流电路
所谓桥式整流电路,就是用二极管组成一个整流电桥。
当输入电压处于交流电压正半周时,二极管D1,负载电阻RL,二极管D3构成一个回路,输出电压Vo=Vi-VD1-VD3(水往低处流即电压越走越低)。当输入电压处于交流电压负半周时,二极管D2,负载电阻RL、D4构成一个回路,输出电压Vo=Vi-Vd2-Vd4。
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