一、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。
二、变压器的整流方式有哪些?
经常有客户来咨询所采购的变压器需要整流需要了解一下整流的方式以及优缺点,下面我们就来浅谈一下。
常见的整流电路有半波整流,全波整流,桥式整流。
半波整流的电流优点是电路简单,只用一个整流管。缺点是输出直流电压低,波纹较大,而且由于直流流过变压器的次级绕组,故整流变压器伏安值与直流功率比值大。
全波整流电路的波纹因数比半波整流的波纹因数低,变压器伏安值与直流功率之比值比半波小,直流磁化基本可忽略。缺点是变压器次级要加中心抽头,变压器利用系数不如单相桥式电路高。
桥式整流电路的变压器制作简单,利用系数高,整流管所承受的反向电压比全波电路低一半,没有直流磁化。其缺点是所用整流元件数量较多。桥式整流电路应用最广,是整流电路中最常见的。
三、桥式整流电路需要变压器吗?
需要,交流可以直接用桥式整流电路进行整流的。在元件选择上,要满足整流二极管的反向击穿电压大于220v的最大值310v,考虑到系统中可能存在瞬间过电压,所以二极管的反向击穿电压应选400v以上。
二极管的整流电流,根据负载的功率来选取。桥式整流电路中,二极管所通过的电流是负载电流的0.5倍。
不加隔离的直接整流电路中的各元件是直接与交流电源相通的,要注意安全。
四、整流电路的变压器要怎么选择?
选择变压器时需要考虑到电路的额定功率和额定电压。在整流电路中,变压器是负责输入电压的降压或者升压,所以需要选择合适的变压器,以保证整个电路的正常运行。变压器的功率大小和电压比是影响变压器选择的两个最基本的因素。额定功率需要满足整个电路的功率需求,而额定电压则需要适应相应的电路配置和载流量。当选择变压器时,我们还需要考虑其结构、尺寸、接线方式、绕组材料等其他方面的因素,以保证变压器的性能和质量。另外,也需要注意变压器的品牌和型号的选择,一些知名的品牌和型号具有更优秀的性能和耐久性。
五、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。
六、单相半波整流电路变压器存在什么缺点?
单相半波整流器只会在一半的输入周期允许单向电流流过负载电阻。半波整流的优点是电路简单,只用一个整流管。缺点是输出直流电压低,波纹较大,而且由于直流流过变压器的次级绕组,故整流变压器伏安值与直流功率比值大。由于铁芯是半周波磁化,环形变压器不能采用半波整流。
七、半波整流电路中电源变压器的作用?
变压器的次级绕组与负载相接,中间串联一个整流二极管,就是半波整流。利用二极管的单向导电性,只有半个周期内有电流流过负载,另半个周期被二极管所阻,没有电流。
这种电路,变压器中有直流分量流过,降低了变压器的效率;整流电流的脉动成分太大,对滤波电路的要求高。只适用于小电流整流电路。
八、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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同步整流滤波电路是常用电源电路,由整流电路和滤波电路两部分组成,主要功能和作用是将交流电源降压、整流、滤波为合适的直流电压,作为电子电路的工作电源。
整流电路是将交流电转换为直流电的电路。整流电路是利用二极管等具有单向导电特性的电子器件进行工作的,包括半波整流、全波整流、桥式整流等电路形式。
十、整流与滤波电路?
整流滤波电路原理分析 一、整流电路 整流电路的关键问题是利用二极管的单向导电性,将交流电压变换成单相脉动电压。单相整流电路可分半波、全波、桥式、倍压整流等。由于半波整流电路只在电源的半个周期工作,电源利用率低,输出波形脉动较大,且电路简单。