【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.ex-cimer.com/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斎胝也ǖ睦眯时劝氩ㄕ鞲咭槐?。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D1、D3加正向電壓，Dl、D3導(dǎo)通;對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D2、D4加正向電壓，D2、D4導(dǎo)通;對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電壓的最大值，比全波整流電路小一半。橋式整流是對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的儲能作用，RL上的電壓波動大大減小了。電容濾波適合于電流變化不大的場合。LC濾波電路適用于電流較大，要求電壓脈動較小的場合。

　　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。