全波整流器

把交流电(AC)转换成直流电(DC)的电路称为整流器。如果这种整流器同时整流输入交流波形的正半周期和负半周期,则该整流器称为全波整流器。或者,我们可以说,整流器是一种把交流电(AC)转换成直流电(DC)的装置。它通过a来实现二极管或者一组二极管。我们知道二极管只允许一个方向的电流,并阻止电流当前的在另一个。我们利用这一原理构造各种整流器。
我们可以将整流器归类为两种类型:

  1. 半波整流器
  2. 全波整流

我们将在这里讨论全波整流。当我们使用一个半波整流,大量的功率被浪费,因为每个周期的唯一一半通过,另一个周期被阻止。此外,半波整流器不高效(40.6%),我们不能将其用于需要平滑且稳定的直流输出的应用。对于更高效和稳定的DC,我们将使用全波整流器。

全波整流器将每个周期的交流波(交流信号)的两半转换为脉动直流信号。

我们可以进一步分类全波整流器进入

  • 中心螺纹全波整流器
  • 全波桥式整流器


中心螺纹全波整流器

中心旋转全波整流器的构建

中心抽头全波整流系统包括:

  1. 中心拍摄变压器
  2. 两个二极管
  3. 电阻负荷

中心抽头变压器:这是一个正常的变压器一个轻微的修改。它具有连接到次级绕组的精确中心的加料线。这种类型的结构将交流电压分成两个相等且相反的电压即+ VE电压(V一种)和-Ve电压(VB.)。总产量电压

电路图如下

中心抽头全波整流器的工作原理


我们将交流电压应用于输入变压器。在交流电压的正半周期间,端子1将为正,中心抽头将为零电位,端子2将为负电位。这将导致二极管D中的偏差1和原因当前的流过它。在这段时间,二极管D.2处于反向偏见,并通过它阻止电流。

在输入交流电压的负半周期期间,端子2将相对于端子2和中心抽头变为正。这将导致二极管D中的偏差2并导致电流流过它。在此期间,二极管D1处于反向偏见,并通过它阻止电流。

在正周期期间,二极管D1在负周期二极管D期间进行2行为并处于良性循环。因此,两个半周期都被允许通过。这里的平均输出直流电压几乎是直流输出的两倍电压A.半波整流

输出波形

过滤电路


我们通过较大量的涟漪获得脉动直流电压,作为中心旋转的全波整流器的输出。我们不能使用这种脉动进行实际应用。因此,为了将脉动直流电压转换为纯直流电压,我们使用了如上所示的滤波电路。在这里我们放一个电容器横跨负载。电容滤波器电路的工作是短暂的涟漪并阻挡DC分量,使其流过另一条路径并在负载上可用。在正半波期间,二极管D1开始进行。电容器是不带电的,当我们应用恰好比电容器电压发生的输入交流电压时,它立即向输入电压的最大值充电。此时,电源电压等于电容器电压。

当应用的交流电压开始减小并且小于电容器时,电容器开始卸货慢慢地但与之相比,这比电容充电它并没有得到足够的时间来排出完全放电,充电再次开始。所以大约有一半的电荷在电容器中被放电。在负面周期期间,二极管D.2开始进行,以上进程再次发生。这将导致当前的以相同的方向流过负载。

全波桥式整流器

全波桥式整流器的构造

全波桥式整流器是一种整流器,在一个桥式结构中使用四个以上的二极管。全波桥式整流系统由

  1. 四个二极管
  2. 电阻负荷

我们使用A、B、C和D二极管构成一个桥接电路。电路图如下

全波桥整流原理


我们在桥上施加交流电。在正半周期中,端子1变为正,端子2变为负。这将导致二极管A和C成为正向偏压,电流将通过它。同时,二极管B和D会产生反向偏置,阻断通过它们的电流。电流从1到4到3到2。

在负半周期期间,端子1将变为负,并且终端2将变为正。这将导致二极管B和D变为正向偏置,并将允许电流通过它们。同时,二极管A和C将是反向偏置的,并将阻挡电流。这当前的从2到4到3到1。

过滤电路


作为全波桥式整流器的输出,我们得到了一个带有许多波纹的脉动直流电压。我们不能把这个电压用于实际应用。因此,为了将脉动直流电压转换为纯直流电压,我们使用了如上所示的滤波电路。在这里,我们在负载上放置一个电容器。电容滤波电路的工作原理是缩短波纹并阻塞直流分量,使其流经另一条路径,即通过负载。在半波期间,二极管A和C导电。它立即将电容充电到输入电压的最大值。当整流脉动电压开始下降且小于电容器电压时,电容器开始放电并向负载提供电流。与电容充电相比,这种放电速度较慢,没有足够的时间完全放电,在整流电压波形的下一个脉冲中再次开始充电。所以大约有一半的电荷在电容器中被放电。 During the negative cycle, the diodes B and D start conducting, and the above process happens again. This causes, the current continues to flow through the same direction across the load.

全波整流器的特性

涟漪因子(γ)

我们将从整流器获得的输出将包括AC和DC组件。AC组件对我们不希望,并将导致输出中的脉动。这种不需要的AC组件称为纹波。表达纹波因子在上面给出了V.rmsRMS值AC组件和vDC.是整流器中的直流组件。
对于中心旋转的全波整流器,我们获得γ= 0.48
注意:为了构造一个好的整流器,我们需要使纹波系数尽可能的小。我们可以用电容器或电感器来减少电路中的波纹。
整流效率(η)
整流效率是输出直流电源和输入交流电源之间的比率。

对于中心旋转的全波整流器,η最大限度= 81.2%
形式因素(F.F)
形状因子是比率RMS值和平均值。

中心抽头全波整流器FF = 1.11

全波整流器的优点

  • 全波整流器具有更高的整流效率而不是半波整流器。这意味着它们更有效地将AC转换为DC。
  • 它们具有低功率损失,因为没有电压信号在整流过程中浪费。
  • 中心抽头全波整流器的输出电压波纹比半波整流器低。

全波整流器的缺点

  • 中心螺纹整流器比半波整流器更昂贵,往往占据大量空间。
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