必藏乾貨:有兩組二次繞組的正、負極性半波整流電路

圖11-13 所示是有兩組二次繞組的正、負極性半波整流電路。電路中,電源變壓器是降壓變壓器T1,L1 和L2 是它的兩個二次繞組,分別輸出50Hz 交流電壓。VD1 和VD2 是兩隻整流二極管。L1、VD1、R1 和L2、VD2、R2分別構成兩組半波整流電路,R1 和R2 分別是兩個整流電路的負載。

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圖11-13 兩組二次繞組正、負極性半波整流電路

1.電路分析

兩組二次繞組的正、負極性半波整流電路工作原理說明如下。

電路結構特點

電源變壓器 T1 有兩組獨立的二次繞組 L1 和 L2。兩隻整流二極管 VD1 和 VD2 的連接方法不同,VD1 正極接繞組 L1,VD2 負極接繞組 L2,所以這是兩個能夠輸出不同極性直流電壓的半波整流電路

VD1 整流電路分析

二次繞組 L1 輸出交流電壓為正半週期間,正半周交流電壓使 VD1 導通,這樣正半周電壓加到負載電阻R1 上。

流過負載電阻 R1 的電流回路和方向為:二次繞組 L1 的下端→二次繞組 L1 →二極管 VD1 正極→ VD1 負極→負載電阻R1 →地線,構成迴路。

在二次繞組L1輸出交流電壓的負半週期間,由於加到VD1正極上的電壓為負半周電壓,VD1截止,這時VD1 不能導通,負載電阻R1 上沒有輸出電壓。

一個週期內,只有交流電壓的正半周能夠加到負載電阻 R1 上,因此這一半波整流電路只能輸出正半周的單向脈動直流電壓

VD2 整流電路分析

在二次繞組 L2 輸出負半周交流電壓期間,負極性電壓加到 VD2 的負極,這樣 VD2 導通,負半周交流電壓通過VD2 加到負載電阻R2 上。

流過負載電阻 R2 的電流回路和方向為:地線→ R2 → VD2 正極→ VD2 負極→二次繞組 L2 上端→二次繞組 L2,構成迴路。

在二次繞組 L2 輸出交流電壓正半週期間,由於加到 VD2 負極上的電壓為正,VD2 截止,負載電阻R2 上沒有輸出電壓。

交流電壓的一個週期內,只有交流電壓的負半周能夠加到 R2,因此這一半波整流電路只能輸出負半周的單向脈動直流電壓

注意這一電路分析中的如下兩個細節。

(1)整流電路輸出的單向脈動直流電壓大小與電源變壓器二次繞組輸出的交流電壓大小成正比關係。當電源變壓器二次繞組輸出的交流電壓大時,整流電路輸出的單向脈動直流輸出電壓大,如圖11-14 所示。如果二次繞組L1 的輸出電壓大於二次繞組L2 的輸出電壓,那麼負載電阻R1 上的電壓大於負載電阻R2 上的電壓。


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圖11-14 整流電路輸出電壓與輸入電壓之間的幅度關係示意圖

(2) 二次繞組L1 和L2 是相互獨立的,這樣,兩個整流電路之間的相互影響比較小,有利於提高電路抗干擾能力和電源負載電路(整機電路)的工作穩定性。電源電路是整機各部分電路的共用電路,所以很容易引起各部分

2.半波整流電路分析小結

(1)分析負極性半波整流電路是分析各種負極性整流電路的基礎。

(2)分析半波整流電路主要是分別分析交流輸入電壓正半周、負半周加到整流二極管時,整流二極管導通還是截止。整流二極管導通或截止的電路工作狀態是:整流二極管截止時它相當於電路開路,沒有電流流過整流二極管,也就沒有電流流過負載電路;整流二極管導通時電路形成通路,有電流流過整流二極管,便會有電流流過負載電路。

(3)整流電路分析中,整流二極管導通時的壓降可以忽略不計,整流二極管在截止時所承受的最大反向電壓是交流輸入電壓的峰值電壓,如圖11-15 所示,因此選擇整流二極管的一個重要條件就是反向耐壓大於交流輸入電壓的峰值電壓。

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圖11-15 二極管承受反向峰值電壓示意圖

(4)整流電路工作原理分析中,還要分清整流電路輸出什麼極性單向脈動直流電壓。當整流電流通過負載流向地線時為正極性單向脈動直流電壓;當整流電流從地線流入,流過負載時為負極性單向脈動直流電壓。

(5)半波整流電路輸出的單向脈動直流電壓由一個間隔一個的半波正弦電壓組成,如圖11-16 所示,這其中除含有直流電壓成分外,還有交流電壓成分。

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圖11-16 半波整流電路輸出電壓波形示意圖

這一脈動半波正弦電壓的頻率(即交流成分頻率)等於輸入整流電路的交流電壓的頻率。

對於電源電路中的整流電路而言,由於輸入整流電路的交流電壓頻率是50Hz,所以半波整流電路輸出的單向脈動直流電壓中的主要交流成分頻率也是50Hz。

瞭解這一點對理解濾波電路工作原理有益,單向脈動直流電壓中的交流成分頻率越高,對濾波電路的濾波性能要求越低。

半波整流電路輸出的單向脈動直流電壓中的交流成分頻率最低,所以不利於濾波。

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