單相半波、單相全波和單相橋式整流器

１.單相半波整流濾波器

圖1 單相半波整流濾波電路原理圖

　　圖１所示是單相半波整流濾波電路原理圖，圖１(a)是電路原理圖，圖１(b)是整流波形圖。由于整流器具有單向通導(dǎo)的特性，所以輸入電壓U₁經(jīng)整流器V_D整流后就變成了單向脈動波U_o，而輸入的負(fù)半周被隔離掉。一般整流器后面都有電容濾波器，如圖１(a)中C，將脈動波變成直流波U_c，如圖１(b)所示。有些情況下，由于某種原因?qū)㈦娙輷p壞，而電容上的標(biāo)稱值又看不清楚，就無法貿(mào)然更換。在此情況下如何選擇C的電容量就成了首要問題。這里可以用一個簡單的方法計算出來，即一般要求在放電結(jié)束時的那一點上，電容上電壓下降不超過５％，根據(jù)電容放電公式：

                                      (1)

式中　　U_c——為在放電時間結(jié)束時那一點的瞬時電壓；

　　　　U_co——放電開始時的電壓；

　　　　t——放電時間，在半波整流時為>10ms的值；

　　　 ——放電時間常數(shù)，＝C(F)R(Ω)，單位是“s”

　　將式(2-1)改寫成：

　　　　　　                                     (2)

　　按照上面的要求，為了便于計算，設(shè)放電到10ms時，應(yīng)當(dāng)U_c=0.95U_co，代入這些數(shù)據(jù)后，上式就變?yōu)椋?/P>

　　即　　CR=19.5X10^-3/R (s)，

　　式中　R——是整流濾波電源輸出最大容量時的等效負(fù)載電阻值，于是電容

　　　　　C=19.5X10^-3/R

　　就可取標(biāo)稱值的電容代替。{{分頁}}

２.單相全波整流濾波器

　　單相半波整流一般都用于小功率的情況，所以當(dāng)功率稍微增大時就必須用全波整流。圖２(a)所示是單相全波整流電路原理圖，圖２(b)是它的整流波形圖。由圖中可以看出，這是兩個單相半波整流器的組合。需指出的是，有時這種整流器前面加了變壓器，目的是使次級電壓可以根據(jù)設(shè)計的要求隨意變化。

圖2 單相全波整流電路原理圖

　往往有的情況下將小功率變壓器燒壞了，而一般機器內(nèi)的變壓器由于是非標(biāo)準(zhǔn)件，并不給出它的繞線參數(shù)，使用戶無從下手。遇有這種情況就可以自己動手另外繞制一個變壓器來代替。下面就給出一個簡單決定匝數(shù)的方法。

　　首先看一下變壓器初級和次級之間的關(guān)系。U₁、I₁是初級電壓、電流，N₁是變壓器初級匝數(shù)；而U₂、I₂是次級電壓電流，N₂是變壓器次級一半匝數(shù)。

　　在一個變壓器磁路中，初次級繞組通過同一個安匝數(shù)的磁通，即，

              I₁N₁=I₂N₂

或?qū)懗伞　　　₁/I₂=N₂/N₁                                         (3)

　　由上式可以看出：變壓器初次級間的電流比等于其匝數(shù)的反比；又根據(jù)能量守衡定律，

              I₁U₁=I₂U₂                                          (4)

得出　　　　　I₁/I₂=U₂/U₁                                         (5)

所以　　　　　U₁/U₂=N₁/N₂                                        (6)

　　因此，變壓器初次級間的電流比等于其電壓的反比；而變壓器初次級間的電壓比等于其匝數(shù)的比。這樣一來，只要知道變壓器次級電壓U₂就可算出這個變壓器了。因為次級電壓和整流濾波后直流電壓是一個的關(guān)系，而直流電壓則由隨機的UPS電路圖上就可查出。至于電流的大小不用考慮，就用原來的鐵心，按照算出的匝數(shù)，選擇適當(dāng)粗細(xì)的漆包線將鐵心，按照算出的匝數(shù)，選擇適當(dāng)粗細(xì)的漆包線將鐵心窗口占滿即可。{{分頁}}

3.單相橋式整流濾波

圖3 單相橋式整流電路原理圖

　　圖３所示是單相橋式整流電路原理圖。這個整流器的工作和前二者不同，前二者的電流在每半波只流過一只整流器二極管，而這里每半波的電流卻要流過兩只整流器二極管。全波整流器雖然只用了兩只二極管，而卻多用了一組變壓器繞組，且要求二極管反向耐壓值為輸入電壓峰值的２倍。單相橋式整流電路雖然多用了兩只二極管，而卻少用了一組變壓器繞組，對二極管反向耐壓的要求也低了一半。因此，看起來后兩個電路都是輸出全波，但由于結(jié)構(gòu)上的不同，各有自己的使用場合，看實際情況而定。

　　不過二者濾波電容容量的計算原則卻是一樣的，可以根據(jù)式(２)來求取。整流濾波器的輸出電壓都是向交流電壓的峰值看齊。