AC/DC 变换电路,是将交流 (AC) 电变换成直流 (DC) 电的电路,大多数整流电路由变压器、整流主电路、滤波器等组成。

20 世纪70 年代以后,整流主电路多用硅整流二极管或晶闸管组成,滤波器接在主电路与负载之间,用于滤除脉动直流电压中的交流成分,变压器设置与否视具体情况而定,变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。

(1)定义 整流电路是利用二极管的单向导电性将交流电转换成脉动直流电的电路。半波整流电路是电源电路中一种最简单的整流电路,它的电路结构最为简单,由整流变压器、二极管及负载组成。单相半波整流电路与波形如图 3-30 所示。

(2)工作原理 当u为正半周时,二极管 VD 正向导通,当为负半周时,二极管 VD反向截止。整流波形如图3-31 所示。由于这种电路只在交流的半个周期内才导通,也只有在正半周时才有电流流过负载,故称为单相半波整流电路。

(3)输出电压和输出电流 负载电阻上得到的是一个半波整流电压,整流电压虽然是单方向的,但其大小是变化的,称之为脉动直流电压,如图 3-32 所示。整流输出电压平均值U.=0.45U。半波整流电路的输出电压不到输人电压的一半,交流分量大,效率低。因此这种电路仅适用于整流电流较小,对脉冲要求不高的场合

2。单相桥式整流电路

(1) 定义 为了克服半波整流电路的缺点,在实际电路中多采用全波整流电路,最常用的全波整流电路是桥式整流电路。桥式整流电路由 4 个二极管接成电桥的形式构成,如

(2)工作原理 当输人信号为正半周时,VD,、VD。导通,VD;、VD,截止,负载上有半波输出;当输人信号为负半周时,VD,、VD;导通,VD,、VD.截止,负载上有半波输出在输人信号的一个周期内,负载上得到两个半波。

单相桥式整流电路与波形如图 3-34 所示(3)基本参数在单相桥式整流电路 (图3-35) 中,交流电在一个周期内的两个半波都有同方向的电流流过负载,因此在同样的输入电压下,该电路输出的电流和电压均比半波整流大一倍。

整流输出电压平均值:U。=0.9U。

3。三相桥式整流电路广泛应用的三相桥式整流电路是从三相半波电流电路扩展而来的。三相桥式整流电路是由两组三相半波整流电路串联而成的,一组接成共阴极,另一组接成共阳极,这种整流电路不再需要变压器中点。三相整流电三相桥式不可控整流电路如图3-36 所示,VD、VD;、VD,共阴极三相半路的测量波整流,

三相桥式整流电路工作时,共阴极的3 个二极管中,阳极交流电压最高的那个二极管优先导通,而另外两个二极管因承受反压处于关断状态;同理,共阳极的 3 个二极管中阴极交流电压最低的那个二极管优先导通,而另外两个二极管因承受反压处于关断状态即在电路工作过程中,共阴极组和共阳极组中各有1个二极管处于导通状态,其工作波形如图 3-37 所示。

在图示波形I段中,a相电压最高,而b 相负值电压最低,因此 VD,、VD。导通,ua=u。-uo=uab。在ot,时刻,由于u。比更低,所以共阳极组 VD导通,VD。承受反压而关断,此时 ua =u。-u.=ua;在t, 时刻后,由于u>ua,所以共阴极组 VD,导通,VD,承受反压而关断,此时 ua =u-u。=ue。以此类推,输出电压ua 为线电压中最大的1个,其波形为线电压uz的包络线。

输出电压 ua个周期内脉动6 次,每次脉动的波形都相同,因此三相桥式整流电路也称为六脉波整流电路,该整流电路的输出电压波形比单相桥式整流电路的输出电压波形更为平滑,因而更容易滤波。

在单相桥式整流电路中,每个二极管承受流电源的相电压幅值,而在三相桥式整流电路中,每个二极管要承受交流电源线电压的幅值,因此三相桥式整流电路中的二极管需要选用更高的耐压值。

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