單相整流電路介紹

各種電子設(shè)備和電子計(jì)算機(jī)，都需要由穩(wěn)定的直流電源供電。通常都是將工業(yè)用的交流電經(jīng)變換來獲得所需的直流電。把交流電變換成穩(wěn)定的直流電，必須經(jīng)過：

變壓：將電網(wǎng)供給的交流電壓變換成符合需要的交流電壓。

整流：將交流電變換成單向脈動的直流電。

濾波：將單向脈動直流電變?yōu)檩^平滑的直流電。

穩(wěn)壓：在交流電源電壓波動或負(fù)載變動時，使直流輸出電壓穩(wěn)定。

單相整流電路的種類

一、單相半波整流電路

單相半波整流電路是最簡單的一種整流電路，如圖a）所示。電路由電源變壓器、整流二極管D、負(fù)載RL組成。電源變壓器的作用是把220V交流電降低為幾伏至幾十伏的交流電壓。整流二極管的作用是把交流電變換為脈動直流電，其波形如圖b）所示。該電路之所以能把交流電變換為脈動直流電，關(guān)鍵是利用了整流二極管具有單相導(dǎo)電的特性。當(dāng)給二極管加正電壓時，二極管呈導(dǎo)通狀態(tài)（相當(dāng)于開關(guān)閉合）電流可以通過；當(dāng)給二極管加反向電壓時，二極管呈截止?fàn)顟B(tài)（相當(dāng)于開關(guān)斷開）電流不能通過。

電路工作原理如下：當(dāng)電源變壓器的初級繞組接交流電壓時，在次級繞組中就會感應(yīng)出交流電壓U2。當(dāng)U2為正半周時，設(shè)A端為正，B端為負(fù)（即A端電位高于B端電位）。這時二極管承受正向電壓，呈導(dǎo)通狀態(tài)，故電流由A端經(jīng)二極管D和負(fù)載RL流到B端，負(fù)載RL兩端有電壓Uo。當(dāng)U2為負(fù)半周時，A端為負(fù)，B端為正，則二極管承受反向電壓，呈截止?fàn)顟B(tài)。通過負(fù)載上的電流為零，負(fù)載兩端的電壓也為零。可見在交流電U2的一個周期內(nèi)，負(fù)載RL上只有自上而下的單方向電流，實(shí)現(xiàn)了整流。從波形圖可以看出，整流后的電壓（電流）方向不變，但大小是波動的。這種大小變化、方向不變的電壓（電流），稱為脈動直流電。從波形圖中還可以看出，這種電路僅利用了電源電壓的半個波，故稱為半波整流電路。

二、單相全波整流電路

單向半波整流電路的缺點(diǎn)是電源的利用率低，且輸出電壓脈動大。為了克服這一缺點(diǎn)，可以采用全波整流電路所示。電路中的變壓器次級繞組有中心抽頭，是電路的公共端，將次級繞組分成匝數(shù)相等的兩個繞組。這樣次級繞組有兩個電壓a、b，它們大小相等、極性相反。電路中使用了型號、參數(shù)相同的兩只整流二極管。由圖可以看出，在電流的一個周期內(nèi)，兩只二極管輪流導(dǎo)通，負(fù)載上都有單向脈動直流電輸出，故稱為全波整流電路。波形如圖1-2d）所示。

三、單相橋式整流電路

橋式整流電路是全波整流的另一種形式。其特點(diǎn)就是變壓器的次級繞組沒有中心抽頭，但電路中加了兩只二極管，四只二極管組成橋式整流電路。這是應(yīng)用很普遍的一種整流電路。電路工作原理如下：設(shè)U1正半周時，a點(diǎn)電位高于b點(diǎn)電位，這時二極管VD1、VD3正偏導(dǎo)通，VD2、VD4反偏截止，電流從a點(diǎn)通過VD1、RL、VD3到b點(diǎn)形成回路（圖中箭頭所示）并在負(fù)載RL兩端產(chǎn)一上正、下負(fù)的直流電壓U2。在U1負(fù)半周時，b點(diǎn)電位高于a點(diǎn)電位，這時二極管VD1、VD3反相截止，VD2、VD4正偏相導(dǎo)通，電流從b點(diǎn)通過VD2、RL、VD4到a點(diǎn)形成回路，并在負(fù)載及RL兩端產(chǎn)生上欺上正下負(fù)的直流電壓UL。整流后的電壓波形與全波整流波形完全相同。橋式整流電路在交流電和一個周期內(nèi)，負(fù)載上始終有方向不變的直流電壓，但每只二極管只工作半個周期，二極管承受的反向電壓比全波整流電路中的二極管承受的反向電壓低。