整流电路:单相桥式 、全波 、半波以及三相桥式整流电路

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小筱寄语

半导体整流电路

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(一)单相半波整流电路

如图为单相半波整流电路及其电压、电流波形图。在图中交流电源u1经整流变压器B将交流电压降至所需要的数值u2。由于回路中接入了二极管V,因此,只有在正半周电流IV才能流通,而负半周电流IV 流不通,图中电流IV 的曲线所示。电流IV 在电阻R上的压降UR也只有正半周才有电压。

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由于电压平均值为电压有效值的0.9倍( 见公式:Iav=0.9I)而现在只有半个周波有电压,因此电阻上的平均电压为电压有效值的0.9/2=0.45倍,即

UR=1.45U2

在上图中,二极管在反向截止时承受的电压为整流变压器B二次电压u2 的最大值,即等于

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(二)单项全波整流电路

单相全波整流电路如图,在变压器二次回路设置两个二极管。

在变压器二次电压u2正半周时,

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经二极管V1建立二次电流

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,流经电阻R,在电阻R上产生降压,其电压为

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。在u2负半周时,

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所在回路的电流

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被截止,这时二次电压

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经二极管V2建立二次电流

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,在电阻R上也产生电压降,其数值为

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。而在正半周时,二极管V2是截止的。因此,在负荷R上的电压为

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,即UR为

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。电阻上所受电压为整流变压器二次电压一半的0.9倍。

当任一只二极管导通时,另一只处于截止状态的二极管所承受的反向电压为

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总电压的最大值,即二极管所承受的反向电压为

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倍。

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(三)单相桥式整流电路

单相桥式整流电路接线图如图所示。在正半周,二次电压u2从二极管V1经电阻R二极管V4成回路,流经电流I;在负半周,二次电压u2从二极管经电阻R、二极管V3成回路,同样流过电流I。这样,流过电阻R的电流在一个周期内的正负两个半周期中都有同方向、同大小的电流流过,因此,属于全波整流。

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单相桥式整流在电阻R上的输出电压为0.9U2,二极管截止时所承受的最大反向电压为

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(四)三相桥式整流电路

三相桥式整流电路的接线图如图。三相桥式整流电路由六只整流二极管、一台三相变压器构成。变压器一次侧一般接成三角形。二次侧接成星形。

这一整流电路的特点是每一时刻都有一组两只二极管导通。使电流由处于正半周最高电位的一相出发 ,经二极管V1、V2、V3中的某一只流经电阻R,再经二极管V4、V5、V6中某一只流回变压器,而其他二极管此时都截止。

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三相桥式整流可以用在较大功率的整流电路中。与单相整流相比,它能使电源侧三相负荷平衡,而且整流后的输出波形比较平稳,只有较小的起伏,即脉动较小。

现在分析三相桥式整流电路在电阻R上的输出电压,设变压器的二次输出相电压为U2,根据式子(

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),电压平均值为电压最大值乘以

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,整流时加在一组二极管上的电压是线电压,因此,需要乘以

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。在整流时,三相轮流整流,可以证明,三相桥式整流的输出电压计算公式为

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式中-三相桥式整流变压器二次输出电压的相电压值。

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