整流器
整流工作是将变压器或其他交流电源输入的交流电转换成脉冲形式的直流。换句话说,它改变了在两个方向交替流动的电流,使输出电流只在一个方向流动。执行此操作所需的电路可能像一个二极管一样简单,也可能要复杂得多。
所有的整流电路可以分为以下两组之一:半波整流和全波整流
半波整流
整流器允许一半的交流周期完成,同时阻塞电流以阻止它在另一半周期内流动,将交流转换为脉动直流。显示如下图所示。因为他们只利用传入的交流波的一半,这样的电路被称为半波整流器。
全波整流
使用两个和四个二极管,全波整流器将每个波形周期的两个半变成脉冲直流信号。全波整流器使用四个整流二极管将每个波形周期的两个半部分转换为脉冲直流信号。
半波整流器
最简单的整流电路由一个二极管与交流输入串接而成。整流器的输出只会接收到传入交流波的一半,因为二极管只允许电流单向流动。因此,这是一个简单的半波整流器。
重要的是要考虑二极管的方向,因为在本例中,它只通过交流输入的正半周期,导致输出电压中的正直流分量。如果二极管被翻转,负半循环将在其位置传递,输出的直流分量将被负极化。
全波整流器
- 将两个半波整流器组合使用也是非常可行的。
- 这种配置提供了正负输出电压,每个输出使用一半的输入交流周期。
- 请注意,较低的变压器连接始终作为输出的共同参考点。
- 它通常有一个连接到电路的公共地。
- 在某些情况下,这可能至关重要。
- 当然,变压器的铁芯在电气上是与绕组隔离的,铁芯通常是通过物理上固定在金属底盘(盒子)上而接地的欧宝体育黑人么。
为了防止这种绕组经历哪怕是很短的电压,可能会使绝缘过载并损坏变压器,我们还接地了二次绕组的一端。
中心了全波整流
半波整流器是相对简单和功能,虽然它不是很有效。它浪费了所有的能量存在于剩余一半的输入交流周期,只利用了它的一半。我们希望能够使用传入AC的两个一半,以提高效率。一种方法是将副绕组的尺寸增加一倍,并将其连接到绕组的中间。因此,为了实现全波整流,两个独立的半波整流器可以交替半周期使用。右边是电路图。
类似于半波整流,这种整流设计需要接地变压器的一个次要引线。但是,在这种情况下,中心连接,通常被称为第二绕组的中心丝锥
此外,采用两个全波整流器同时获得两个极性的输出是完全可行的,如右侧所示。交流周期的两个半部分由全波整流器传送到正输出或负输出。因此,输出可以获得更多的能量,而不会经历长时间的零能量。
因此,全波整流器比半波整流器更有效。另一方面,全波整流器需要一个比半波整流器的二次绕组大两倍的二次绕组,因为在任何给定的半周期输入交流时,只有一半的二次绕组供电。
全波桥式整流器
如图右所示,单个变压器绕组的交流输出可以完全使用四二极管整流电路进行整流。惠斯通电桥的电阻配置与四个二极管的金刚石配置相同。
事实上,这种形式的任何元件组合都被认为是某种桥式电路,整流电路也被称为桥式整流电路。
连接二极管在这个电路和在双极性全波整流器上面是相同的。
二级绕组的中心抽头已被删除,我们现在使用负输出作为我们的接地参考。这是唯一的修改。这意味着变压器的次级电流永远不会直接接地,而是总是由一端或另一端的正向偏置二极管带近地。
整流器的优缺点及应用
半波整流器
- 电路简单,元件少。
- 一开始不贵。尽管随着时间的推移,更多的电力损耗会增加成本
半波整流器的缺点
- 仅转换给定正弦输入的一个周期,而另一个周期被浪费,导致功率损失增加。
- 这样得到的输出电流不完全是直流的,它仍然包含很多纹波。HWR产生较低的输出电压(即具有高纹波因子)
半波整流器的应用
- 由于半波整流器的主要缺陷是输出幅值低于输入幅值,因此通常用于低功率应用。
- 供电设备
- 变压器的使用和焊接
- 脉冲产生电路&单解调
- 电压倍增器,调幅无线电
全波整流器优势
- 全波整流效率比半波整流效率高。
- 两个循环都被利用了。因此,没有输出功率损失。
- 由于两个周期都应用于整流。输入电压信号不会丢失,纹波系数比半波整流器低。
- 获得了较高的平均直流值。
- 桥式整流器比中心抽头全波整流器更便宜,因为中心抽头更贵。
全波整流器缺点
- 这种电路中使用的中心抽头变压器的费用是唯一的缺点。桥式整流电路使用桥式拓扑中耦合的四个二极管来解决这个缺点。
- 找到中学的培养中心是一项挑战。
- 它的生产成本很高。
全波整流器的应用
- 全波桥式整流电路用于测量调制无线电信号的幅值。
- 该电路用于电动绞车,以极化方式提供恒定的直流电压。
- 这种整流电路是很多电器中电源单元的组成部分,整流效率很高。
- 它能将高交流电压转换为低直流电。
- 它们被用于为电机和LED照明等设备供电
- 笔记本电脑,移动设备和充电器电路。
- 不间断电源(UPS)的电路将交流电转换为直流电。
- 我们家里的逆变器将AC转换为DC, LCD和LED电视。