深度剖析帶/不帶濾波器的全波整流電路圖

將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的過(guò)程是整流。任何離線電源單元都具有整流塊，可將交流墻上插座電源轉(zhuǎn)換為高壓直流電源或?qū)⒔祲航涣鲏ι喜遄娫崔D(zhuǎn)換為低壓直流電。進(jìn)一步的過(guò)程將是濾波，DC-DC轉(zhuǎn)換等。因此，在本文中，我們將討論全波整流器的操作。與半波整流器相比，全波整流器具有更高的效率。

全波整流可以通過(guò)以下方法完成。

中心抽頭全波整流器

橋式整流器（使用四個(gè)二極管）

如果電路的兩個(gè)分支由第三個(gè)分支連接形成一個(gè)環(huán)路，則該網(wǎng)絡(luò)稱為橋接電路。在這兩種類(lèi)型中，優(yōu)選的類(lèi)型是使用四個(gè)二極管的橋式整流電路，因?yàn)閮蓚€(gè)二極管類(lèi)型需要中心抽頭變壓器，并且與橋式相比不可靠。二極管橋也可采用單封裝。一些例子是DB102，GBJ1504，KBU1001等。

橋式整流器在輸出端相同濾波電路的紋波因數(shù)降低方面超過(guò)了半橋整流器的可靠性。交流電壓的性質(zhì)是正弦的，頻率為50/60Hz。波形如下。

全波整流器工作：

現(xiàn)在讓我們考慮一個(gè)幅度較低的15Vrms（21Vpk-pk）的交流電壓，并使用二極管橋?qū)⑵湔鳛橹绷麟妷?。交流電源波形可分為正半周期和?fù)半周期。我們通過(guò)DMM（數(shù)字萬(wàn)用表）測(cè)量的所有電壓，電流本質(zhì)上都是均方根。因此，在下面的綠點(diǎn)模擬中考慮了相同的情況。

在正半周期期間，二極管D2和D3將導(dǎo)通，在負(fù)半周期期間，二極管D4和D1將導(dǎo)通。因此，在兩個(gè)半周期內(nèi)，二極管都將導(dǎo)通。整流后的輸出波形如下。

為了減少波形中的紋波或使波形連續(xù)，我們必須在輸出中添加一個(gè)電容濾波器。電容器與負(fù)載并聯(lián)的工作是為了在輸出端保持恒定電壓。因此，可以減少輸出中的紋波。

使用1uF電容器作為濾波器：

帶濾波器的輸出為1uF，由于1uF的儲(chǔ)能容量較小，因此只能在一定程度上抑制波浪。下面的波形顯示了濾波器的結(jié)果。

由于紋波仍然存在于輸出中，我們將檢查具有不同電容值的輸出。下面的波形顯示了基于電容值（即電荷存儲(chǔ)容量）的紋波減少。

輸出波形 ： 綠色 – 1uF ;藍(lán)色– 4.7uF ;芥菜綠 – 10uF ;深綠色 – 47uF

使用電容器的操作：

在正半周期和負(fù)半周期內(nèi)，二極管對(duì)將處于正向偏置狀態(tài)，電容充電，負(fù)載獲得電源。電容器中存儲(chǔ)的能量高于電容器在其中提供存儲(chǔ)能量的瞬時(shí)電壓的瞬時(shí)電壓的間隔。儲(chǔ)能容量越大，輸出波形中的紋波越小。

紋波系數(shù)理論上可以通過(guò)以下方式計(jì)算：

讓我們計(jì)算任何電容器值，并將其與上述獲得的波形進(jìn)行比較。

R負(fù)荷= 1k歐姆;f= 100Hz;C外= 1uF;我直流= 15mA

因此，紋波因數(shù) = 5 伏

紋波因數(shù)差將在較高的電容值下得到補(bǔ)償。全波整流器的效率在80%以上，是半波整流器的兩倍。

實(shí)用全波整流器：

橋式整流器中使用的組件是，

220V/15V 交流降壓變壓器。

1N4007 – 二極管

電阻

電容器

麥克風(fēng) RB156

在這里，對(duì)于15V的均方根電壓，峰值電壓將高達(dá)21V。因此，要使用的組件的額定電壓應(yīng)為25V及以上。

電路操作：

降壓變壓器：

降壓變壓器由繞在疊層鐵芯上的初級(jí)繞組和次級(jí)繞組組成。主輪數(shù)將高于次級(jí)。每個(gè)繞組充當(dāng)獨(dú)立的電感器。當(dāng)初級(jí)繞組通過(guò)交變電源供電時(shí)，繞組被激勵(lì)并產(chǎn)生磁通。次級(jí)繞組經(jīng)歷初級(jí)繞組產(chǎn)生的交變磁通，從而將電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)到次級(jí)繞組中。然后，該感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)流過(guò)連接的外部電路。繞組的匝數(shù)比和電感決定了初級(jí)和電動(dòng)勢(shì)在次級(jí)感應(yīng)產(chǎn)生的磁量。在下面使用的變壓器中

來(lái)自墻上插座的 230V AC 電源使用降壓變壓器降壓至 15V ACrms。然后，如下所述，在整流器電路上施加電源。

不帶濾波器的全波整流電路：

負(fù)載兩端的相應(yīng)電壓為12.43V，因?yàn)樵跀?shù)字萬(wàn)用表中可以看到不連續(xù)波形的平均輸出電壓。

帶濾波器的全波整流電路：

當(dāng)添加如下電容器濾波器時(shí)，

1. 對(duì)于 C外= 4.7uF，紋波減小，因此平均電壓增加到15.78V

2. 對(duì)于 C外= 10uF，紋波減小，因此平均電壓增加到17.5V

3. 對(duì)于 C外= 47uF，紋波進(jìn)一步降低，因此平均電壓增加到18.92V

4. 對(duì)于 C外= 100uF，任何大于此值的電容值都不會(huì)產(chǎn)生太大影響，因此在此之后波形被精細(xì)平滑，因此紋波很低。平均電壓增加到19.01V