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醫(yī)院養(yǎng)老院呼叫系統廠家 電氣人必須分清的半波、半橋、全橋

2023-10-21 10:49

在我國,單相入戶電壓是220V、50Hz的交流電,但大多數的電子產品都是采用直流供電方式,如電腦、手機等。這意味著,我們要將交流電變換成直流電,而這個變換的過程就被稱為整流。目前整流電路所采用的器件基本都是整流橋,如下圖所示。

整流電路的核心部分是二極管,例如上圖所示的整流橋就由4個二極管組成。那么,二極管又是如何實現電路的整流的呢?整流電路的半波、半橋、全橋的含義分別是什么?
二極管之所以能實現整流,是因為其具有單向導電的特性。類似單向閥,當給二極管的兩個管腳施加正向電壓時,即陽極接電壓“+”極,陰極接電壓“-”極,它就像導線一樣直接導通(其管壓降不超過0.7V,一般忽略不計)。若給二極管施加反向電壓,即陽極接電壓“-”極,陰極接電壓“+”極,它就如同開關斷開一樣截止電路。

知道了二極管的工作原理后,我們接著來看它是如何整流的。 一、半波整流電路 首先是最簡單的半波整流電路,只需一個二極管即可,如下圖所示。電路圖左邊為變壓器線圈,作為交流輸入端,右邊為負載電阻,其中二極管D串接在輸入與輸出之間。

輸入交流電壓u的波形為正弦波,有正半波和負半波之分,以上圖為例,正半波表示輸入電壓方向為上正下負,負半波表示輸入電壓方向為上負下正。
顯然,當輸入電壓u為上正下負時,二極管的陽極接“+”,正向導通,此時二極管相當于導線,而負載電阻的電壓uR 直接等于輸入電壓。換言之,當輸入電壓處于正半波時,輸出電壓直接等于輸入電壓,兩者波形相同。
當輸入電壓為上負下正時,二極管陽極接“-”,反向截止,此時電路直接斷開,負載電阻電流為零,所以其電壓也為零。也就是說,當輸入電壓處于負半波時,輸出電壓為零,輸出波形直接與橫軸重合。
結合正半波和負半波,可以看到,只有一個二極管的整流電路中,輸出電壓的波形只有一半,所以稱之為半波整流。

二、半橋整流電路 半橋整流電路如下圖所示,和半波整流相比,半橋整流多了一個二極管。兩個二極管D1、D2的陽極分別接到變壓器繞組的首尾端,而陰極接在一起。負載電阻的一端接二極管,另一端接編曲與繞組的中間抽頭。

當輸入電壓為上正下負時,二極管D1的陽極接“+”,正向導通;同時,二極管D2的陽極接“-”,反向截止。從電路圖中可以看到,負載電阻的電壓只有輸入電壓的一半,因為變壓器繞組只有一半構成回路。

同理,當輸入電壓為上負下正時,二極管D1的陽極接“-”,反向截止;同時,二極管D2的陽極接“+”,正向導通。對比兩個二極管輪流導通的電路圖,可以看到,負載電阻的電壓方向和電流方向保持不變。這意味著,輸出電壓波形一直是正值,如下圖所示。

對比半波整流和半橋整流,一個失去半個波形,一個失去一半電壓,顯然兩個電路的輸出效率都不怎樣,想要得到更好的輸出,就得用到全橋整流電路。 三、全橋整流電路 全橋整流電路已被廣泛應用于各種電子電路中,其整流部分由四個二極管組成,如下圖所示。相對于半橋整流電路,全橋整流電路多了一半“橋”。上面一組(半橋)二極管D1、D2依然是陽極分別接變壓器繞組首尾端,陰極接一起;下面一組(半橋)二極管D3、D4陰極分別接變壓器繞組首尾端,而陽極接一起。
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