
单相整流电路引入各种电子设备和计算机,这些设备都需要由稳定的DC电源供电。通常是将工业交流电转换成所需的直流电。要将交流电转换成稳定的直流电,它必须经过:
变换:将电网提供的交流电压变换成满足需要的交流电压。
整流:将交流电转换成单向脉动直流电。
过滤器:将单向脉动的DC变成更平滑的DC。
稳压:当交流电源电压波动或负载变化时,DC输出电压稳定。
单相整流电路类型一、单相半波整流电路
单相半波整流电路是最简单的一种,如图A)所示。该电路由电源变压器、整流二极管D和负载RL组成。电源变压器的作用是将220V交流电压降低到几伏到几十伏。整流器用于将交流电转换成脉动直流电,其波形如图B)所示。这个电路之所以能把交流电转换成脉动直流电,是因为它利用了整流二极管的单相导电性。当二极管上加正电压时,二极管处于导通状态(相当于闭合开关),电流可以通过;当二极管上加反向电压时,二极管处于关断状态(相当于开关关断),电流不能通过。
该电路的工作原理是:当电源变压器的初级绕组接入交流电压时,次级绕组中会感应出交流电压U2。U2为正半周时,设A端为正,B端为负(即A端电位高于B端电位)。此时二极管在直流电压下处于导通状态,所以电流从A端经过二极管D和负载RL流向B端,负载RL两端有电压Uo。当U2为负半个周期,A端为负,B端为正,则二极管承受反向电压,处于关断状态。通过负载的电流为零,负载两端的电压也为零。可以看出,在AC U2的一个周期内,负载RL上只有自上而下的单向电流,从而实现整流。从波形图中可以看出,整流电压(电流)的方向不变,但其大小有波动。这种大小不等、方向不变的电压(电流)称为脉动直流电。从波形图中也可以看出,这种电路只用了一半的电源电压,所以称为半波整流电路。
二、单相全波整流电路
半波整流电路的缺点是电源利用率低,输出电压脉动大。为了克服这个缺点,可以使用全波整流电路,如图1-2a)。电路中变压器的次级绕组有一个中心抽头,它是电路的公共端。次级绕组分为两个匝数相等的绕组。这样,次级绕组有两个电压A和B,它们大小相等,极性相反。电路中使用了两个型号和参数相同的整流二极管。从图中可以看出,在一个电流周期内,两个二极管轮流导通,负载有单向脉动DC输出,所以称为全波整流电路。如图1-2d所示)。
三、单相桥式整流电路
桥式整流电路是全波整流的另一种形式,如图1-3所示。其特征在于变压器的次级绕组没有中心抽头,而是在电路中增加了两个二极管和四个二极管,形成桥式整流电路。这是一种应用广泛的整流电路。电路工作原理如下:当U1正半周A点电位高于B点电位时,二极管VD1、VD3正向偏置导通,VD2、VD4反向偏置关断,电流从A点经VD1、RL、VD3到B点形成回路(图中箭头所示),正负电压为在U1的负半周,B点电位高于a点电位,此时二极管VD1、VD3反向关断,VD2、VD4正偏导通。来自B点的电流形成一个环路,通过VD2、RL,VD4到达A点,并在负载和RL两端产生一个正向上偏置和负向下偏置的DC电压UL。整流电压波形与全波整流波形完全相同。在桥式整流电路中,在交流和一个周期内,负载上总有一个方向相同的DC电压,但每个二极管只工作半个周期,二极管承受的反向电压低于全波整流电路中二极管承受的电压。









