【模電經(jīng)典回顧系列】系列1 橋式整流電路分析

　　學(xué)過模電的人應(yīng)該對(duì)于橋式整流電路都應(yīng)該不陌生，在我學(xué)模電的時(shí)候?qū)τ?a class="contentlabel" href="http://www.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/橋式整流電路">橋式整流電路印象最深刻的就是它的四個(gè)二極管。 在我們的日常設(shè)計(jì)中，橋式整流電路也是基本上必不可少的，因?yàn)闃蚴秸髌鲗?duì)輸入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。橋式整流是交流電轉(zhuǎn)換成直流電的第一個(gè)步驟。

　　今天就讓我們重溫下當(dāng)初的橋式整流電路：

　　橋式整流電路的工作原理如下：

　　輸入電壓u2為正半周時(shí)，對(duì)D1、D3加正向電壓，Dl、D3導(dǎo)通;對(duì)D2、D4加反向電壓，D2、D4截止。電路中構(gòu)成u2、D1、Rfz 、D3通電回路，在Rfz 上形成上正下負(fù)的半波整流電壓;

　　輸入電壓u2為負(fù)半周時(shí)，對(duì)D2、D4加正向電壓，D2、D4導(dǎo)通;對(duì)D1、D3加反向電壓，D1、D3截止。電路中構(gòu)成u2、D2、Rfz 、D4通電回路，同樣在Rfz 上形成上正下負(fù)的另外半波的整流電壓。如此重復(fù)下去，結(jié)果在Rfz 上便得到全波整流電壓。其波形圖和全波整流波形圖是一樣的。從圖還不難看出，橋式電路中每只二極管承受的反向電壓等于變壓器次級(jí)電壓的最大值，比全波整流電路小一半。橋式整流是對(duì)二極管半波整流的一種改進(jìn)。

　　分析1：電源濾波的過程分析：電源濾波是在負(fù)載RL兩端并聯(lián)一只較大容量的電容器。由于電容兩端電壓不能突變，因而負(fù)載兩端的電壓也不會(huì)突變，使輸出電壓得以平滑，達(dá)到濾波的目的。

　　波形形成過程：輸出端接負(fù)載RL時(shí)，當(dāng)電源供電時(shí)，向負(fù)載提供電流的同時(shí)也向電容C充電，充電時(shí)間常數(shù)為τ充=(Ri∥RLC)≈RiC,一般Ri〈〈RL,忽略Ri壓降的影響，電容上電壓將隨u2迅速上升，當(dāng)ωt=ωt1時(shí)，有u2=u0,此后u2低于u0，所有二極管截止，這時(shí)電容C通過RL放電，放電時(shí)間常數(shù)為RLC，放電時(shí)間慢，u0變化平緩。當(dāng)ωt=ωt2時(shí)，u2=u0,ωt2后u2又變化到比u0大，又開始充電過程，u0迅速上升。ωt=ωt3時(shí)有u2=u0，ωt3后，電容通過RL放電。如此反復(fù)，周期性充放電。由于電容C的儲(chǔ)能作用，RL上的電壓波動(dòng)大大減小了。電容濾波適合于電流變化不大的場(chǎng)合。LC濾波電路適用于電流較大，要求電壓脈動(dòng)較小的場(chǎng)合。

　　分析2：計(jì)算濾波電容的容量和耐壓值選擇

　　電容濾波整流電路輸出電壓Uo在√2U2~0.9U2之間，輸出電壓的平均值取決于放電時(shí)間常數(shù)的大小。

　　電容容量RLC≧(3~5)T/2其中T為交流電源電壓的周期。實(shí)際中，經(jīng)常進(jìn)一步近似為Uo≈1.2U2整流管的最大反向峰值電壓URM=√2U2，每個(gè)二極管的平均電流是負(fù)載電流的一半。