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电力电子期末论文

来源:乌哈旅游
 整流电路的分析

整流电路(rectifying circuit)把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。 20世纪70年代以后,主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间,用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。

1、电源电路中的整流电路主要有半波整流电路、全波整流电路和桥式整流三种,倍压整流电路用于其它交流信号的整流,例如用于发光二极管电平指示器电路中,对音频信号进行整流。 2、前三种整流电路输出的单向脉动性直流电特性有所不同,半波整流电路输出的电压只有半周,所以这种单向脉动性直流电主要成分仍然是50Hz的,因为输入交流市电的频率是50Hz,半波整流电路去掉了交流电的半周,没有改变单向脉动性直流电中交流成分的频率;全波和桥式整流电路相同,用到了输入交流电压的正、负半周,使频率扩大在倍为100Hz,所以这种单向脉动性直流电的交流成分主要成分是100Hz的,这是因为整流电路将输入交流电压的一个半周转换了极性,使输出的直流脉动性电压的频率比输入交流电压提高了一倍,这一频率的提高有利于滤波电路的滤波。

3、在半波整流电路中,当整流二极管截止时,交流电压峰值全部加到二极管两端。对于全波整流电路而言也是这样,当一只二极管导通时,另一只二极管截止,承受全部交流峰值电压。所以对这两种整流电路,要求电路的整流二极管其承受反向峰值电压的能力较高;对于桥式整流电路而言,两只二极管导通,另两只二极管截止,它们串联起来承

受反向峰值电压,在每只二极管两端只有反向峰值电压的一半,所以对这一电路中整流二极线圈抽头到上、下端交流电压相等,且等于桥式整流电路中电源变压器次级线圈的输出电压,这样在全波整流电路中的电源变压器相当于绕了两组次级线圈。

4、在全波和桥式整流电路中,都将输入交流电压的负半周转到正半周或将正半周转到负半周,这一点与半波整流电路不同,在半波整流电路中,将输入交流电压一个半周切除。 5、在整流电路中,输入交流电压的幅值远大于二极管导通的管压降,所以可将整流二极管的管压降忽略不计。6、对于倍压整流电路,它能够输出比输入交流电压更高的直流电压,但这种电路输出电流的能力较差,所以具有高电压,小电流的输出特性。 半波整流电路 一、半波整流电路

半波整流电路是一种最简单的整流电路。它由电源变压器B 、整流二极管D 和负载电阻Rfz ,组成。变压器把市电电压(多为220伏)变换为所需要的交变电压e2,D 再把交流电变换为脉动直流电。 变压器砍级电压e2,是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压,它的波形如图5-2(a)所示。在0~K时间内,e2为正半周即变压器上端为正下端为负。此时二极管承受正向电压面导通,e2通过它加在负载电阻Rfz上,在π~2π 时间内,e2为负半周,变压器次级下端为正,上端为负。这时D承受反向电压,不导通,Rfz,上无电压。在π~2π时间内,重复0~π 时间的过程,而在3π~4π时间内,又重复π~2π时间的过程…这样反复下去,交流电的负半周就被\"削\"掉了,只有正半周通过Rfz,在Rfz上获得了一个单一右向(上正下负)的电压,如图5-2(b)所示,达到了整流的目的,但是,负载电压Usc。以及负载电流的大小还随时间而变化,因此,通常称它为脉动直流。 这种除去半周、图下半周的整流方法,叫半波整流。不难看出,半波整说是以\"牺牲\"一半交流为代价而换取整流效果的,电流利用率很低(计算表

明,整流得出的半波电压在整个周期内的平均值,即负载上的直流电压Usc =0.45e2 )因此常用在高电压、小电流的场合,而在一般无线电装置中很少采用。

如果把整流电路的结构作一些调整,可以得到一种能充分利用电能的全波整流电路。图5-3 是全波整流电路的电原理图。 全波整流电路,可以看作是由两个半波整流电路组

合成的。变压器次级 图片线圈中间需要引出一个抽头,把次组线圈分成两个对称的绕组,从而引出大小相等但极性相反的两个电压e2a 、e2b ,构成e2a 、D1、Rfz与e2b 、D2、Rfz ,两个通电回路。全波整流电路的工作原理,可用图5-4 所示的波形图说明。在0~π间内,e2a 对Dl为正向电压,D1 导通,在Rfz 上得到上正下负的电压;e2b 对D2为反向电压,D2 不导通。在π-2π时间内,e2b 对D2为正向电压,D2导通,在Rfz 上得到的仍然是上正下负的电压;e2a 对D1为反向电压,D1 不导通。

桥式整流电路是使用最多的一种整流电路。这种电路,只要增加两只二极管口连接成“桥”式结构,便具有全波整流电路的优点,而同时在一定程度上克服了它的缺点。

整流电路桥式整流电路的工作原理如下:e2为正半周时,对D1、D3和方向电压,Dl,D3导通;对D2、D4加反向电压,D2、D4截止。电路中构成e2、Dl、Rfz 、D3通电回路,在Rfz ,上形成上正下负的半波整洗电压,e2为负半周时,对D2、D4加正向电压,D2、D4导通;对D1、D3加反向电压,D1、D3截止。电路中构成e2、D2Rfz 、D4通电回路,同样在Rfz 上形成上正下负的另外半波的整流电压。 如此重复下去,结果在Rfz ,上便得到全波整流电压。其波形图和全波整流波形图是一样的。从图5-6中还不难看出,桥式电路中每只二极管承受的反向电压等于变压器次级电压的最大值,比全波整

流电路小一半。

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