在電子電路中,大多數(shù)都是需要直流穩(wěn)壓電源來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)工作的。比如,在放大電路中直流穩(wěn)壓一方面要為電路工作建立合適的靜態(tài)工作點(diǎn),另一方面還要為信號的放大提供所需的能量。發(fā)電設(shè)備輸出的是交流電,對于小功率情況,要變成穩(wěn)定的直流電還需要通過降壓、整流、濾波和穩(wěn)壓等幾個(gè)環(huán)節(jié)的處理。下面簡單講講整流電路和濾波電路的一些工作原理和特點(diǎn)。
所謂整流電路,就是把交流電路變成直流電。對于小功率情況,可以直接利用二極管的單向?qū)щ娦詠韺?shí)現(xiàn)整流。如果輸入的是正弦交流電,經(jīng)二極管整流后,輸出的是脈動(dòng)的直流電,但這種直流電中也含有大量交流成分。
1.大致介紹一個(gè)最簡單的單相半波整流電路(假設(shè)負(fù)載為純電阻負(fù)載,理想二極管)。
當(dāng)V2處于正半周期時(shí),二極管VD正向?qū)?/span>,忽略二極管上的管壓降,輸出V0=V2。
當(dāng)V2處于負(fù)半周期時(shí),二極管VD反向截止,電路中沒有電流,輸出電壓V0=0。
綜上:在整個(gè)周期內(nèi),二極管VD只在V2的正半周期導(dǎo)通,此時(shí)的輸出電壓跟隨輸入電壓變換;而在V2的負(fù)半周期沒有信號輸出。所以電路進(jìn)行的是半波整流。
2.再說一個(gè)單相橋式整流電路。
工作原理:
當(dāng)V2處于正半周期時(shí),二極管VD1和VD3導(dǎo)通,VD2和VD4截止,電流從上向下流過負(fù)載。
當(dāng)V2處于負(fù)半周期時(shí),二極管VD2和VD4導(dǎo)通,VD1和VD3截止,電流仍然從上向下流過負(fù)載RL。
綜上,通過4只二極管分組的交替導(dǎo)通,在整個(gè)周期內(nèi)保證負(fù)載RL上都有同向電流流過,負(fù)載電壓的方向不變,因此電路進(jìn)行全波整流。
橋式電路的特點(diǎn)就是全波整流電路,具有工作效率高、紋波小、二極管反向工作電壓低等優(yōu)點(diǎn),而且對電源變壓器的要求不高,因此這種電路在半導(dǎo)體整流電路中得到了非常廣泛的應(yīng)用。
整流電路輸入的是正弦交流電壓,輸出的是脈沖直流電壓,其中含有大量的交流成分,即紋波。所以脈沖直流還需要通過濾波電路來濾出其中的交流成分。濾波電路主要由電容元件和電感元件組成,分為電容濾波電路、電感濾波電路和復(fù)合濾波電路。
這里舉例說一下橋式整流電容濾波電路:
橋式整流電容濾波電路工作原理與半波整流電容濾波電路相似,不同的地方在于一個(gè)是全波整流,一個(gè)是半波整流。顯然對于全波,電容的放電時(shí)間更短,輸出波形更加平緩,濾波效果更好。電容濾波對于電路的影響在于加上電容濾波電路后,輸出波形變化平緩了,輸出電壓隨之升高,當(dāng)負(fù)載RL無窮大時(shí),電容沒有放電通路,其上電壓不會(huì)下降。隨著RL減小,放電時(shí)間也隨之下降。對于全波整流電容濾波電路,其輸出特性就輸出電壓V0隨輸出電流的變化規(guī)律變化。
總之,電容濾波電路結(jié)構(gòu)簡單,負(fù)載獲得的直流電壓較高,紋波小,但其輸出特性較差,輸出直流電壓的大小受負(fù)載變化的影響較大,故適合在負(fù)載電壓均較高,負(fù)載變動(dòng)不大的場合應(yīng)用。
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