一、常见的整流电路有哪几种?
整流电路根据电路结构和用途的不同分为两大类:
1、测量仪表使用的线性整流电路,这类电路要求波形畸变小,线性度好。多用运算放大器与检波二极管共同构成。
2、为直流负载供电的电源整流电路,这类电路要求成本低,效率高。对波形畸变没有要求。
这一类整流电路常见的有四种:
1)半波整流电路:电路中使用一只整流二极管构成一组整流电路;
2)全波整流电路:电路中使用两只整流二极管构成整流电路;
3)桥式整流电路:电路中使用四只整流二极管构成一组整流电路;
4)倍压整流电路:电路中至少使用两只整流二极管构成一组整流电路。
整流电路:是把交流电能转换为直流电能的电路。
电源电路中的整流电路主要有半波整流电路、全波整流电路和桥式整流三种。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。
20世纪70年代以后,主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成;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;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。
二、整流电路是如何实现整流的?
整流就是将交流电整成直流电。因为二极管有单向导电性,以零伏为对比 交流电就有正电压与负电压两种。接入一个二极管 称为半波整流,负半轴的点直接截掉,效率过低。于是有了双管全波整流 效率虽然提高 但是双管只适合中间有抽头的变压器。后来进化到四个二极管整流。这样就适应了无抽头的需求。大概就是这。
三、整流电路有几种?
整流电路根据电路结构和用途的不同分为两大类:
1、测量仪表使用的线性整流电路,这类电路要求波形畸变小,线性度好。多用运算放大器与检波二极管共同构成。
2、为直流负载供电的电源整流电路,这类电路要求成本低,效率高。对波形畸变没有要求。
这一类整流电路常见的有四种:
半波整流电路:电路中使用一只整流二极管构成一组整流电路;
全波整流电路:电路中使用两只整流二极管构成整流电路;
桥式整流电路:电路中使用四只整流二极管构成一组整流电路;
倍压整流电路:电路中至少使用两只整流二极管构成一组整流电路。
整流电路:是把交流电能转换为直流电能的电路。
电源电路中的整流电路主要有半波整流电路、全波整流电路和桥式整流三种。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。
四、什么是半波整流电路?
大家好,我是李工,希望大家多多支持我。
,今天给大家详细地讲一下半波整流电路。
什么是半波整流电路?
半波整流电路的基本操作非常简单,输入信号通过二极管,由于只能通过一个方向的电流,二极管的整流作用,单个二极管只允许通过一半的波形。
下图说明了半波整流电路的基本原理。
当标准交流波形通过半波整流电路时,只剩下一半的交流波形。半波整流电路仅允许交流电压的一个半周期(正半周期或负半周期)通过,并将阻止直流侧的另一个半周期。只需要一个二极管就可以构成一个半波整流电路。本质上,这就是半波整流电路所做的一切。
半波整流电路原理
一个完整的半波整流电路由3个部分组成:变压器、阻性负载、二极管。
如何将交流电压转化为直流电压?
先将高交流电压施加到降压变压器的初级侧,在次级绕组处获得将施加到二极管的低电压。
在交流电压的正半周期间,二极管将正向偏置,电流流过二极管。在交流在交流电压的负半周期间,二极管将反向偏置,电流将被阻断。次级侧 (DC) 的最终输出电压波形,如上图 所示。
之后专注于电路的次级侧,如果用源电压代替次级变压器线圈,可以将半波整流器的电路图简化为下图。
现在没有电路的变压器分散我们的注意力。对于交流电源电压的正半周期,等效电路有效地变为下图:
因为二极管是正向偏置的,因此允许电流通过。所以我们有一个闭合电路。
但对于交流电源电压的负半周,等效电路变为:
整流二极管现在处于反向偏置模式,所以没有电流能够通过它。因此,现在有一个开路。由于这段时间内电流不能流过负载,输出电压为零。这会发生得非常快——因为交流波形每秒会在正负之间多次振荡(取决于频率)。这是半波整流电路波形在输入侧 (V in ) 的样子,以及在整流后(即从 AC 到 DC 的转换)在输出侧 (V out ) 的样子:
正半波整流前后的电压波形如下图所示。
相反,负半波整流器将只允许负半波通过二极管,并将阻止正半波。正半波整流器和负半波整流器之间的唯一区别是二极管的方向。如在上图中看到的,二极管现在处于相反的方向。因此,二极管现在将仅在交流波形处于其负半周期时才正向偏置。
半波整流电路参数与计算公式
纹波系数
“纹波”是将交流电压波形转换为直流波形时剩余的不需要的交流分量。尽管我们尽最大努力去除所有交流分量,但在输出侧仍有少量残留物会产生直流波形的脉动。这种不受欢迎的交流分量称为“纹波”。
为了量化半波整流器将交流电压转换为直流电压的能力,我们使用所谓的纹波系数(由 γ 或 r 表示)。纹波系数是整流器交流电压(输入侧)与直流电压(输出侧)的RMS值之比。
二极管的纹波系数的公式为:
也可以重新排列为下面的等式:
半波整流器的纹波系数等于1.21(即γ=1.21)。
请注意,为了构建一个好的整流器,我们一般希望将纹波系数保持在尽可能低的水平。这就是为什么我们使用电容和电感作为滤波器来减少电路中的纹波。
效率
整流器效率 (η) 是输出直流功率与输入交流功率之比。效率的公式等于:
半波整流器的效率等于 40.6%(即 η max = 40.6%)
有效值
为了得出半波整流器的 RMS 值,我们需要计算负载上的电流。如果瞬时负载电流等于 i L = I m sinωt,则负载电流的平均值 (I DC ) 等于:
其中 I m等于负载上的峰值瞬时电流 (I max )。因此,负载上获得的输出直流电流 (I DC ) :
对于半波整流器,RMS 负载电流 (I rms ) 等于平均电流 (I DC ) 乘以 π/2。因此,半波整流器的负载电流 (I rms ) 的 RMS 值为:
其中 I m = I max等于负载上的峰值瞬时电流。
峰值反向电压
峰值反向电压 (PIV) 是二极管在反向偏置条件下可以承受的最大电压。如果施加的电压超过 PIV,二极管将被破坏。
形状因素
形状因数(FF)是有效值与平均值的比值,如下式所示:
半波整流器的形状因子等于 1.57(即 FF=1.57)。
输出电压
负载电阻上的输出电压 (V DC )表示为:
半波整流电路应用
虽然半波二极管整流电路基本上使用单个二极管,但二极管周围有一些电路差异,具体取决于应用。
电源整流
当用于电源整流时,半波整流电路如果要以任何方式为设备供电,则与变压器一起使用。通常在此应用中,输入交流波形是通过变压器提供的。这用于提供所需的输入电压。
AM解调
一个简单的半波二极管整流器可用于调幅信号的信号解调。整流过程使幅度调制得以恢复。当半波整流电路用于幅度调制检测时,该电路显然需要与收音机中的其他电路接口。
峰值检测
半波二极管电路通常用作简单的电压峰值检测器。通过在输出负载上放置一个电容,电容器将充电至峰值电压。如果 CR 网络、电容器和负载电阻的时间常数比波形周期长得多或足以捕获变化波形的峰值,则电路将保持电压峰值。
五、半波整流电路的结构有什么特点?
半波整流最显著特点就是用一只二极管,优点是线路结构简单,需要元器件比较少。但是半波整流也有很大缺点,因为只用一只二极管,所以只能在交流电正半周才能导通,负半周处于截止状态,故此整流的直流电只有交流电的一半,并且整流的直流电脉动成分很高,需要加大整流滤波电容才能把直流电接近平稳。所以半波整流缺点明显大于优点,故在实际应用中用半波整流做为电源极少。
六、单项可控整流电路有?
四个二级管儿顺时针单通向相接,然后把第一个和第三个再通过一根导线连上即可形成整流电路。
七、整流电路扼流圈有几种?
扼流圈是一种电感器用于阻止高频交流电流,同时使直流(DC)和低频率交变电流在(AC)电路。
整流扼流圈分为两大类:音频扼流圈(AFC)–旨在阻止音频和电源线频率,同时允许直流通过;射频扼流圈(RFC)–旨在阻止无线电频率,同时允许音频和直流通过。
八、汽车整流电路有什么?
答:汽车整流电路有整流装置,简单的说就是将交流(AC)转化为直流(DC)的装置,它有两个主要功能:第一,将交流电(AC)变成直流电(DC),经滤波后供给负载,或者供给逆变器;第二,给蓄电池提供充电电压。
汽车整流器的目的是在于瞬间提供电器足够的大电流和稳定的电压,每秒1~2百次的点火,若电子点火装置可以得到足够的电流和电压,汽油燃烧较完全,达到省油的作用。面对每秒1~2百次的工作频率,目前的汽车整流桥不能很好的适应这种要求。
九、单相桥式整流电路中有哪几种元件?
单相桥式全控整流电路,由4个可控硅组成桥式整流,能控制交流输入和直流输出。
单相桥式半控整流电路,组成形式有多种。最常见的方式为2只可控硅,2只整流管,由可控硅控制交流输入端,直流输出不控制。还有一种简单控制电路,在普通桥式整流前加一只交流型固态继电器控制整流桥交流输入。
相对于对交流输入和直流输出均能控制的全控制整流电路,只能控制交流输入端或直流输出端的整流电路称为半控整流电路。单相桥式全控整流电路用四个晶闸管,两只晶闸管接成共阴极,两只晶闸管接成共阳极,每一只晶闸管是一个桥臂。
十、整流电路中怎么选择整流二极管?
提高电源转换效率和功率密度一直是电源行业的首要目标,在过去十年中,更因功率器件、拓扑结构和控制方案的发展而取得长足的进步。超结MOSFET、SiC二极管以及最新GaN FET的发展,确保了更高频率下的更高开关效率;同时,高级拓扑及其相应控制方案的实现也在高速发展。因此,平衡导通损耗与开关损耗以实现最佳工作点,现在已完全可以实现。
但是,用于AC线电压整流的前端二极管电桥仍然是个大问题,它阻碍了效率和功率密度的提升。高压整流二极管的正向压降通常约为1V。这意味着主电流路径中的两个二极管可能导致超过1%的效率损耗,尤其在低压输入的时候。
举例来说,当前最流行的效率规范之一为80 Plus规范。最高级别80 Plus钛金牌在230VAC时要求达到96%的峰值效率,在115VAC时要求达到94%的峰值效率。当次级DC / DC效率高达98%时,电桥将很容易因其高传导损耗而消耗PFC级的大部分效率。此外,二极管电桥还可能成为电源中最热的部位,这不仅限制了功率密度,还给散热设计造成了一定的困扰。
于是,越来越多人把注意力集中在如何解决这组整流桥的问题上来。解决这个问题的方向还是非常明确的,最受欢迎的两种方案分别为双升压无桥PFC和图腾柱PFC,如图1所示。在这两种方案中,主电流路径中的整流二极管数量都从2个减少到1个,从而降低了整流管上的导通损耗。
目前,已经有研究和参考设计展现出令人鼓舞的结果,但还尚未被消费类市场大批量采用和量产。因为要开发出尖端的IC解决方案,实现有竞争力的BOM成本以及经过验证的强健性和可靠性,还有很长的路要走。双升压无桥PFC需要一个额外的大功率电感来抑制共模噪声,这对成本和产品尺寸都是不利因素。而图腾柱PFC通常都需要高成本的组件,例如上管驱动器和隔离式电流采样,并且大都需要采用DSP,或者在常规PFC控制器IC上采用大量分立组件。
实际上,我们无需等待采用无桥拓扑的新型控制器IC发展成熟,通过另一种简单快捷的替代方案,可以立即降低电桥上的功率损耗。这种方案的基本思想是用同步整流MOSFET代替两个下管整流二极管,而其它的电源设计部分(包括所有功率级和控制器IC)均保持不变。图2的示例中采用MPS的MP6925A对这一概念进行了说明。MP6925A是一款仅需很少外部组件的双通道同步整流驱动器。
MP6925A通常用于LLC转换器。它根据对漏源电压(VDS)的检测主动驱动两个MOSFET。在设置系统以替换交流电桥中的下管二极管时,可采用两个高压JFET(QJ1 和 QJ2)在VDS检测期间钳位高压。当电流流经MOSFET体二极管之一时,VDS上的负阈值被触发,驱动器导通相应的MOSFET。在MOSFET导通期间,驱动器会调节相应的栅极电压,将VDS保持在一定水平之下,直到电流过低而无法触发VDS关断阈值为止。图3显示了其典型工作波形。
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