以下是关于单相桥式整流电路的介绍:
电路构成(带阻性负载的工作情况)
- 二极管:是电路0的核心元件,通常采用四个同型号或根据需求选择不同型号的二极管,如1N4001、1N4007等,如图Vt1和Vt4是一对承受相同电压,Vt2和Vt3承受方向相同电压,成对串联连接,电压平分,它们以桥式结构排列,利用二极管的单向导通特性将交流电转换为脉动直流电。
- 交流电源:为电路提供输入的交流电信号。
- 负载电阻:连接在整流电路的输出端,将整流后的直流电压转换为实际使用的功率,其大小取决于电路的功率需求和电源电压。
- 滤波元件:常采用电容器和电感器,用于平滑直流电压,减少纹波,抑制高频干扰。
工作原理
- 正半周:当交流电压为正半周时,对D1、D3加正向电压,D1、D3导通,电流从电源的正极流出,经过D1、负载电阻、D3,回到电源的负极,此时D2、D4截止,在负载电阻上形成上正下负的半波整流电压。
- 负半周:当交流电压为负半周时,对D2、D4加正向电压,D2、D4导通,电流从电源的负极流出,经过D2、负载电阻、D4,回到电源的正极,而D1、D3截止,同样在负载电阻上形成上正下负的半波整流电压。如此循环,在负载电阻上便得到全波整流电压。
带阻感性负载的工作情况
U₂过零变负时,晶闸管VT1和VT并不关断。
至wt=π+a 时刻,晶闸管VT和VT关断,VT2和VT3两管导通。
VT2和VT3导通后,VT 和VT承受反压关断,流过VT,和VT的电流迅速转移到VTz和VT3上,此过程称换相 亦称 换流
反电动势负载的工作情况
实际应用中,当负载为蓄电池时
在|u₂|>E时,才有晶闸管承受正电压,有导通的可能。导通之后,
ud=U₂,id=(ud-E) / R
直至|u₂|=E,ia即降至0使得晶闸管关断,此后ud=E。
与电阻负载时相比,晶闸管提前了电角度δ停止导电,δ称为停止导电角,
δ=sin -1 E/( √2U2 )
在a 角相同时,整流输出电压比电阻负载时大。
性能特点
- 高效率:能利用交流电的正负两个半周期,整流效率较高,理想情况下接近100%,实际中通常可达80%到90%。
- 输出电压稳定:输出的直流电压脉动较小,相对稳定,其平均值可通过公式Vdc=(2*Vrms)/π计算,Vrms是交流电压的有效值。
- 结构简单:由四个二极管组成的桥式结构,没有中间抽头,电路结构简单,易于实现和维护。
- 电流容量大:适合大电流应用,可通过选择合适的二极管和其他元件来满足不同的电流需求。
- 耐压要求高:二极管需要承受交流电的峰值电压,因此对二极管的耐压要求较高。