详解半波整流电路的工作原理和特点，记得收藏！

知识点：理想空载直流电压

整流器是将交流电压转换为直流电压的电子设备。换句话说，它将交流电转换成直流电。几乎所有的电子设备都使用整流器。主要用于将主电压转换为电源部分的直流电压。通过使用直流电压供应电子设备工作。根据导通时间，整流器分为两类：半波整流器和全波整流器。

 

　　半波整流器的工作

 

　　在正半周期内，二极管处于正向偏置状态，并将电流传导至RL（负载电阻）。在负载上产生电压，这与正半周的输入交流信号相同。

 

　　或者，在负半周期间，二极管处于反向偏置状态，没有电流流过二极管。只有交流输入电压出现在负载两端，并且这是在正半周期内可能出现的最终结果。输出电压脉动直流电压。

 

　　整流器电路

 

　　单相电路或多相电路位于整流器电路之下。对于国内应用，使用单相低功率整流电路，工业HVDC应用需要三相整流。PN结二极管最重要的应用是整流，它是将交流转换为直流的过程。

 

　　单相整流器

 

　　半波整流

 

　　在单相半波整流器中，交流电压的正或负一半流动，而交流电压的另一半被阻断。因此输出只接收交流波的一半。单相半波整流需要一个二极管，三相电源需要三个二极管。半波整流器比全波整流器产生更多数量的纹波，并且消除谐波需要更多的滤波。

 

　　对于正弦输入电压，理想半波整流器的空载输出直流电压为Vrms = Vpeak / 2Vdc = Vpeak /π

 

　　这里

 

　　Vdc，Vav - 直流输出电压或平均输出电压

 

　　Vpeak - 输入相电压的峰值

 

　　Vrms - 均方根值的输出电压

 

　　半波整流器的操作

 

　　PN结二极管仅在正向偏置条件下导通。半波整流器采用与PN结二极管相同的原理，从而将交流转换为直流。在半波整流电路中，负载电阻与PN结二极管串联。交流电是半波整流器的输入。一个降压变压器需要输入电压，而变压器的输出结果会提供给负载电阻和二极管。

 

　　在正半周期内，二极管处于正向偏置状态。在负半周期间，二极管处于反向偏置状态。电压输出在负载电阻上测量。在正半周期内，输出为正值且显着。在负半周期内，输出为零或不显着。这被称为半波整流。

 

　　半波整流器的工作

 

　　在正半周期中，当上端的次级绕组相对于下端为正时，二极管处于正向偏置状态并导通电流。在正半周期中，当假定二极管的正向电阻为零时，输入电压直接施加到负载电阻。输出电压和输出电流的波形与交流输入电压的波形相同。

 

　　在负半周期中，当下端的次级绕组相对于上端为正时，二极管处于反向偏置状态并且不传导电流。在负半周期间，负载两端的电压和电流保持为零。反向电流的幅度非常小，并且被忽略。所以，在负半周期内没有功率输出。

 

　　一系列正半周是在负载电阻上产生的输出电压。输出是一个脉动的直流波，并使平滑的输出波滤波器，这应该是跨越负载，使用。如果输入波是半周期的，那么它被称为半波整流器。

 

　　三相半波整流电路

 

　　三相半波非控制整流器需要三个二极管，每个都连接到一个相。三相整流器电路在直流和交流连接上都会产生大量谐波失真。直流侧输出电压每个周期有三个不同的脉冲。

 

　　半波整流器特性

 

　　用于以下参数的半波整流器的特性

 

　　PIV（峰值反向电压）

 

　　在反向偏压条件下，二极管必须承受其最大电压。在负半周期内，没有电流流过负载。因此，二极管上会出现整个电压，因为负载电阻没有电压降。

 

　　半波整流器的PIV = V SMAX

 

　　二极管的平均电流和峰值电流

 

　　假设变压器次级的电压为正弦波，其峰值为V SMAX。施加给半波整流器的瞬时电压是Vs = V SMAX Sin wt流过负载电阻的电流是

 

　　I MAX = V SMAX /（R F + R L）

 

　　规

 

　　调整是空载电压与满载电压相对于满载电压的差值，电压调整百分比为％调节= {（Vno-load-Vfull-load）/ Vfull-load} * 100效率输入AC与输出DC的比率称为效率（？）。

 

　　？= Pdc / Pac

 

　　传递给负载的直流电源是

 

　　Pdc = I 2 dc R L =（I MAX /π）2 R L

 

　　输入到变压器的交流电源，

 

　　Pac =负载电阻的功耗+结型二极管的功耗

 

　　= I 2 rms R F + I 2 rms R L = {I 2 MAX / 4} [R F + R L ]

 

　　α= Pdc / Pac = 0.406 / {1 + R F / R L }

 

　　当R F被忽略时，半波整流器的效率为40.6％。

 

　　纹波系数（γ）

 

　　纹波含量被定义为输出DC中存在的AC含量。如果纹波系数较小，整流器的性能会更好。半波整流器的纹波系数值为1.21。

 

　　I 2 = I 2 dc + I 2 1 + I 2 2 + I 2 4 = I 2 dc + I 2 acγ=我交流 / I DC =（I 2 - I 2 直流）/ I DC = {（I RMS / I 2 直流）/目标值Idc = {（I RMS / I 2 直流）-1} = K ?F 2 -1 ）其中kf - 形状因子kf = Irms / Iavg =（Imax / 2）/（Imax /?）=?/ 2 = 1.57所以， γ =（1.572-1）= 1.21变压器利用系数（TUF）

 

　　它被定义为输送到负载和变压器次级AC额定值的AC电力的比率。半波整流器的TUF约为0.287。

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