半波整流、全波整流Word版

1、二、整流電路整流電路是利用半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娦阅馨呀涣麟娮兂蓡蜗蛎}動(dòng)直流電的電路。（ 1 ）半波整流     半波整流 半波整流是利用二極管的單向?qū)щ娦赃M(jìn)行整流的最常用的電路，常用來(lái)將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姟?半波整流利用二極管單向?qū)ㄌ匦?，在輸入為?biāo)準(zhǔn)正弦波的情況下，輸出獲得正弦波的正半部分，負(fù)半部分則損失掉。 右圖是一種最簡(jiǎn)單的整流電路。    半波整流電路它由電源變壓器B 、整流二極管D 和負(fù)載電阻Rfz ,組成。變壓器把市電電壓(多為220伏)變換為所需要的交變電壓e2,D 再把交流電變換為脈動(dòng)直流電。 下面從右圖的波形圖上看

2、著二極管是怎樣整流的。  半波整流電路變壓器次級(jí)電壓e2，是一個(gè)方向和大小都隨時(shí)間變化的正弦波電壓，它的波形如圖所示。在0時(shí)間內(nèi)，e2為正半周即變壓器上端為正下端為負(fù)，此時(shí)二極管承受正向電壓面導(dǎo)通，e2通過(guò)它加在負(fù)載電阻Rfz上。在2 時(shí)間內(nèi)，e2為負(fù)半周，變壓器次級(jí)下端為正上端為負(fù)。這時(shí)D承受反向電壓，不導(dǎo)通，Rfz上無(wú)電壓。在23時(shí)間內(nèi)，重復(fù)0 時(shí)間的過(guò)程；而在34時(shí)間內(nèi)，又重復(fù)2時(shí)間的過(guò)程這樣反復(fù)下去，交流電的負(fù)半周就被"削"掉了，只有正半周通過(guò)Rfz,在Rfz上獲得了一個(gè)單一右向(上正下負(fù))的電壓，如圖所示，達(dá)到了整流的目的。但是，負(fù)載電壓Usc以及負(fù)載電

3、流的大小還隨時(shí)間而變化，因此，通常稱它為脈動(dòng)直流。 這種除去半周、圖下半周的整流方法，叫半波整流。不難看出，半波整說(shuō)是以"犧牲"一半交流為代價(jià)而換取整流效果的，電流利用率很低(計(jì)算表明，整流得出的半波電壓在整個(gè)周期內(nèi)的平均值，即負(fù)載上的直流電壓Usc =0.45e2 )因此常用在高電壓、小電流的場(chǎng)合，而在一般無(wú)線電裝置中很少采用。整流電路分半波整流和全波整流,半波整流PN結(jié)二極管只允許一個(gè)正半周交流電流或一個(gè)負(fù)半周交流電流通過(guò),全波整流又稱橋式整流,一個(gè)正弦波通過(guò)全波整流電路時(shí),正負(fù)周期分別耦合單相是相對(duì)于三相而言。我們家用照明燈用的就是單相電。半波整流是相對(duì)于全波整流。單

4、相全波整流電路用兩只整流二極管，需要變壓器次級(jí)有中間抽頭。也可以用四只整流二極管組成橋式整流電路，變壓器次級(jí)不需要抽頭。單相半波整流電路用一只整流二極管。想一想正弦函數(shù)的圖象。全波整流把圖象的負(fù)半周“反到”X軸的上部，整流前后的電壓有效值變化不大。當(dāng)人們想把交流電變成直流電是就需此電路。因交流電流動(dòng)方向是反復(fù)交替變化的電流，而直流電是單方向流動(dòng)，人們就利用二極管單向?qū)щ娦詫㈦娏鬓D(zhuǎn)換為一個(gè)方向的電流，半波整流用一個(gè)二極管，所以出來(lái)的電流一半有一半沒(méi)有稱半波整流，用在對(duì)直流電要求不是很?chē)?yán)格的場(chǎng)合。而用四個(gè)二極管，可以實(shí)現(xiàn)將交流電所有波型全部轉(zhuǎn)換成單一方向的電流，所以叫全波整流。一般后面還需要加一個(gè)

5、濾波電容，去除整流后的雜波即可，極性不能反了。全波整流的電路在通常變壓器中常被采用。半波整流把圖象的負(fù)半周削掉了，整流后的電壓有效值接近整流前的一半全波整流全波整流電路如圖Z0703所示。它是由次級(jí)具有中心抽頭的電源變壓器Tr、兩個(gè)整流二極管D1、D2和負(fù)載電阻RL組成。變壓器次級(jí)電壓u21和u22大小相等，相位相反，即 u21 = - u22 = 式中，U2 是變壓器次級(jí)半邊繞組交流電壓的有效值。全波整流電路的工作過(guò)程是：在u2 的正半周（t = 0）D1正偏導(dǎo)通，D2反偏截止，RL上有自上而下的電流流過(guò)，RL上的電壓與u21 相同。在u2 的負(fù)半周（t =2），D1反偏截止，D2正偏導(dǎo)通，

6、RL上也有自上而下的電流流過(guò)，RL上的電壓與u22相同?？僧?huà)出整流波形如圖Z0704所示。 可見(jiàn)，負(fù)載凡上得到的也是一單向脈動(dòng)電流和脈動(dòng)電壓。其平均值分別為：          GS0705流過(guò)負(fù)載的平均電流為      GS0706流過(guò)二極管D的平均電流（即正向電流）為加在二極管兩端的最高反向電壓為 選擇整流二極管時(shí)，應(yīng)以此二參數(shù)為極限參數(shù)。全波整流輸出電壓的直流成分（較半波）增大，脈動(dòng)程度減小，但變壓器需要中心抽頭、制造麻煩，整流二

7、極管需承受的反向電壓高，故一般適用于要求輸出電壓不太高的場(chǎng)合。全波整流電路如圖Z0703所示。它是由次級(jí)具有中心抽頭的電源變壓器Tr、兩個(gè)整流二極管D1、D2和負(fù)載電阻RL組成。變壓器次級(jí)電壓u21和u22大小相等，相位相反，即 u21 = - u22 = 式中，U2 是變壓器次級(jí)半邊繞組交流電壓的有效值。全波整流電路的工作過(guò)程是：在u2 的正半周（t = 0）D1正偏導(dǎo)通，D2反偏截止，RL上有自上而下的電流流過(guò)，RL上的電壓與u21 相同。在u2 的負(fù)半周（t =2），D1反偏截止，D2正偏導(dǎo)通，RL上也有自上而下的電流流過(guò)，RL上的電壓與u22相同?？僧?huà)出整流波形如圖Z0704所示。 可

8、見(jiàn)，負(fù)載凡上得到的也是一單向脈動(dòng)電流和脈動(dòng)電壓。其平均值分別為：          GS0705流過(guò)負(fù)載的平均電流為      GS0706流過(guò)二極管D的平均電流（即正向電流）為加在二極管兩端的最高反向電壓為 選擇整流二極管時(shí)，應(yīng)以此二參數(shù)為極限參數(shù)。全波整流輸出電壓的直流成分（較半波）增大，脈動(dòng)程度減小，但變壓器需要中心抽頭、制造麻煩，整流二極管需承受的反向電壓高，故一般適用于要求輸出電壓不太高的場(chǎng)合。圖中精密全波整流電路的名稱,純屬

9、個(gè)人命的名;除非特殊說(shuō)明,增益均按1設(shè)計(jì).圖1是最經(jīng)典的電路,優(yōu)點(diǎn)是可以在電阻R5上并聯(lián)濾波電容.電阻匹配關(guān)系為R1=R2,R4=R5=2R3;可以通過(guò)更改R5來(lái)調(diào)節(jié)增益圖2優(yōu)點(diǎn)是匹配電阻少,只要求R1=R2圖3的優(yōu)點(diǎn)是輸入高阻抗,匹配電阻要求R1=R2,R4=2R3圖4的匹配電阻全部相等,還可以通過(guò)改變電阻R1來(lái)改變?cè)鲆?缺點(diǎn)是在輸入信號(hào)的負(fù)半周,A1的負(fù)反饋由兩路構(gòu)成,其中一路是R5,另一路是由運(yùn)放A2復(fù)合構(gòu)成,也有復(fù)合運(yùn)放的缺點(diǎn).圖5 和 圖6 要求R1=2R2=2R3,增益為1/2,缺點(diǎn)是:當(dāng)輸入信號(hào)正半周時(shí),輸出阻抗比較高,可以在輸出增加增益為2的同相放大器隔離.另外一個(gè)缺點(diǎn)是正半周

10、和負(fù)半周的輸入阻抗不相等,要求輸入信號(hào)的內(nèi)阻忽略不計(jì)圖7正半周,D2通,增益=1+(R2+R3)/R1;負(fù)半周增益=-R3/R2;要求正負(fù)半周增益的絕對(duì)值相等,例如增益取2,可以選R1=30K,R2=10K,R3=20K圖8的電阻匹配關(guān)系為R1=R2圖9要求R1=R2,R4可以用來(lái)調(diào)節(jié)增益,增益等于1+R4/R2;如果R4=0,增益等于1;缺點(diǎn)是正負(fù)半波的輸入阻抗不相等,要求輸入信號(hào)的內(nèi)阻要小,否則輸出波形不對(duì)稱.圖10是利用單電源運(yùn)放的跟隨器的特性設(shè)計(jì)的,單電源的跟隨器,當(dāng)輸入信號(hào)大于0時(shí),輸出為跟隨器;當(dāng)輸入信號(hào)小于0的時(shí)候,輸出為0.使用時(shí)要小心單電源運(yùn)放在信號(hào)很小時(shí)的非線性.而且,單電

11、源跟隨器在負(fù)信號(hào)輸入時(shí)也有非線性.圖7,8,9三種電路,當(dāng)運(yùn)放A1輸出為正時(shí),A1的負(fù)反饋是通過(guò)二極管D2和運(yùn)放A2構(gòu)成的復(fù)合放大器構(gòu)成的,由于兩個(gè)運(yùn)放的復(fù)合(乘積)作用,可能環(huán)路的增益太高,容易產(chǎn)生振蕩.精密全波電路還有一些沒(méi)有錄入,比如高阻抗型還有一種把A2的同相輸入端接到A1的反相輸入端的,其實(shí)和這個(gè)高阻抗型的原理一樣,就沒(méi)有專門(mén)收錄,其它采用A1的輸出只接一個(gè)二極管的也沒(méi)有收錄,因?yàn)樵谶@個(gè)二極管截止時(shí),A1處于開(kāi)環(huán)狀態(tài).雖然這里的精密全波電路達(dá)十種,仔細(xì)分析,發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀的并不多,確切的說(shuō)只有3種,就是前面的3種.圖1的經(jīng)典電路雖然匹配電阻多,但是完全可以用6個(gè)等值電阻R實(shí)現(xiàn),其中電阻R3可以用兩個(gè)R并聯(lián).可以通過(guò)R5調(diào)節(jié)增益,增益可以大于1,也可以小于1.最具有優(yōu)勢(shì)的是可以在R5上并電容濾波.圖2的電路的優(yōu)勢(shì)是匹配電阻少,只要一對(duì)匹配電阻就可以了.圖3的優(yōu)勢(shì)在于高輸入阻抗.其它幾種,有的在D2導(dǎo)通的半周內(nèi),通過(guò)A2的復(fù)合實(shí)現(xiàn)A1的負(fù)反饋,對(duì)有些運(yùn)放會(huì)出現(xiàn)自激. 有的兩個(gè)半波的輸入阻抗不相等,對(duì)信號(hào)