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精密整流电路的分析与应用

精密整流电路的分析与应用
精密整流电路的分析与应用

第22卷第3期 河北建筑工程学院学报 V ol.22N o.3

2004年9月 JOURNA L OF HE BEI I NSTIT UTE OF ARCHITECT URA L E NGI NEERI NG September 2004

收稿日期:2004-03-02

作者简介:男,1970年生,工程师,张家口市,075000

精密整流电路的分析与应用

景海云

张家口煤矿机械有限公司

摘 要 详细论述了精密整流电路的工作原理,并对其如何提高精度、克服非线性误差加以分析,最后具体介绍了它在矿用真空电磁起动器信号采样回路中的实际应用.

关键词 精密整流电路;非线性;精度;采样回路

中图号 T U981

0 引 言

近年来,随着大规模集成电路技术的日益成熟,单片机以其高可靠性,广泛应用于工业控制系统的各个领域.在工业控制过程中,计算机系统对被控对象的测试和对控制条件检测的准确与否,信号采样,它决定系统控制的成败.如何处理采样进来的交流输入信号,使其准确反映外部设备的运行情况,整流电路的精度起着至关重要的作用.

1 精密整流电路的分析

1.1 精密整流电路克服线性差的分析

二极管具有单向导电性,它是最常用的整流元件.由它可以构成许多整流电路如,半波整流、全波整流、桥式整流等,这是大家所熟知的.但二极管的非线性将产生相当大的误差,特别是当信号幅度小于二极管的死区电压时,问题尤其严重,因此说由二极管构成的整流电路精度较低.为了提高精度,可以用运算放大器来组成整流电路,利用集成运放的放大作用和深度负反馈克服二极管非线性造成的误差.图1就是由运算放大器组成的半波精密整流电路.

下面分析一下电路的工作情况:

(1)当U I <0时,集成运放的输出电压U A >0,二极管V 1截止,V 2导通,集成运放工作在深度负反馈,此时这个电路相当于一个放大倍数为1的反比例电路,因此有:U o =-R f U I /R 1=-U I

(2)当U I >0时,集成运放的输出电压U A <0,二极管D 1导通,D 2截止,U A ≈-0.7V ,其输出电压U o =0(因集成运放反相输入端为虚地).在这个过程中集成运放也处于深反馈状态,其反馈电阻很小(为防止放大器负向饱和),这样当输入信号极性变化后,可使输出电压极性加速转换.

那么精密整流电路是如何克服线性差问题的呢?

在图1电路中,如果D 2是一个理想二极管(导通时电压降为零、截止时反向电流为零),无疑这个电

路一定具有理想的整流特性,但是理想二极管是不存在的,D 2只是一个普通二极管,弱信号时(其幅值U im 与二极管的死区电压相差不大,甚至更小的电压),D 2阳极电压U A ,如与输入电压|U I |相等(假设放大器A uf =-1),则D 2的阴极电压一定低于这个值,这时放大器反馈减弱,即X f (反馈量)变小,在X i (输入量)不变的情况下,X O =A (X i -X f )增大(其中A 是放大器的开环放大倍数)。这样D 2的阴极电压势必超过|U I |,直到它的阴极电压U o 与|U I |相近似为止.这就是精密整流电路能够克服二极管非线性,提高精度的原因所在.甚至在毫伏级的弱信号区U o —U I 的输出特性曲线也很好.

1.2 全波精密整流电路的分析

图2.a 是用LM124的两个运放组成的高线性全波精密整流电路

.

信号正半周时,电路可简化为图2b ,这时A1B 的输入信号有两个:

①A1A 的输出电压=-U I ×R 2R 1=-U I ×20K 20K

=-U I ②由输入端直接传到R 4的电压=+U I

这时A1B 是一个加法器,利用叠加原理将这两个输入电压叠加后其输出电压为:

U o =-U I ×R 6R 4+[-(-U I )×R 6R 5

]=-U I ×20K 20K +U I ×20K 10K

=U I

信号负半周时,电路简化成图2c ,这时A1A 的输出为0,A1B 作为一个反相器,其输出电压为:U o =-U I ×

R 6R 4=-U I 在使用上述电路时必须注意两点:(1)为消除输入偏置电流对输出电压的影响,平衡电阻R3与R7的取值应满足:R3=R1‖R2;R7=R4‖R6‖R5.(2)输入电压U I ≤±12V/2,以防止输出电压失真,影响测试结果.

2 精密整流电路的应用

89河北建筑工程学院学报 第22卷

下面介绍一下精密整流电路在智能型矿用真空电磁起动器信号采样回路中的具体应用.图3是计算机控制系统对三相电动机的某相进行数据采集处理的简图

.

当电机运行时,它的负荷电流经电流互感器二次侧取样、精密整流、二阶滤波、A/D 转换变成数字信号送给CPU.然后通过计算机内部程序的运算、比较,可以对电动机进行过流、过载、断相、相不平衡的保护.

考虑到工控系统计算机内部的控制电压是+5V ,而依据矿用真空电磁起动器的企业标准电机过流保护取其额定电流的8倍,为此我们规定电机额定运行时其采样电压U I =0.6V (选择电流互感器及其相关的电阻都要与此参数匹配)见图3,则电机过流保护时,采样电压=0.6V ×8=4.8V <5V (0.2V 的冗余),符合要求.电机正常运行时,其电流一般小于或等于额定电流,即采样电压U I ≤0.6V ,如果利用常规的全波整流或者桥式整流来采集这么微弱的电压,是无法保证其精度的,甚至会测不到信号.只有精密整流电路才能检测到这些弱电压信号,真实反映外部的运行情况.在本电路中考虑到元器件的非理

想性,必须调整电阻R7的阻值(经多次实验R7的阻值取1K

Ω),以保证信号通道增益U I (有效值)/U 0(平均值)=1,也就是说采集的交流信号电压的有效值近似等于输出的直流电压.因篇幅的关系图中只给出某一相的保护电路,其余两相的电路相同.本图所提供的参数适用于对额定电流为40~200A 的电动机进行保护(注:互感器变比400/1),它的调整是通过指针电位器R2来实现(R2的整定是线性关系),其中DV1、DV2是保护A/D 芯片的.

3 小 结

通过对精密整流电路与普通二极管组成的整流电路的比较、分析可知,精密整流电路虽然增加了一些元器件,但它的高线性度为计算机采集微弱电压信号,准确反映外部设备的运行状态提供了可靠的保证.

参 考 文 献

[1]童诗白.模拟电子技术基础.高等教育教育出版社,1988

[2]高继坤,杨焕明.运算放大器应用电路的分析.北京理工大学出版社,1989

[3]何立民.单片机应用系统设计(系统配置与接口技术).北京航空航天大学出版社,1990

Analysis and Application of the Accurate R ectifier

Jing Haiyun

Zhangjiakou C oal M ining Machinery C o.Ltd

Abstract T he w orking principle ab out the accurate rectifier is intr oduced in detail in this paper.Furtherm ore ,

h ow to im pr ove the prescision and overcom e the n onlinearity err or is analyzed.At last ,the practical application in the mining vacuum electromagnetic starter ’s sign sam pling circuit is discussed.

K ey w ords accurate rectifier ;nonlinearity ;prescision ;sign sam pling circuit 99第3期 景海云 精密整流电路的分析与应用

三相桥式全控整流电路分析

一、三相桥式全控整流电路分析 三相桥式全控整流电路原理图如图所示。三相桥式全控整流电路是由三相半波可控整流电路演变而来的,它由三相半波共阴极接法(VT1,VT3,VT5)和三相半波共阳极接法(VT1,VT6,VT2)的串联组合。 其工作特点是任何时刻都有不同组别的两只晶闸管同时导通,构成电流通路,因此为保证电路启动或电流断续后能正常导通,必须对不同组别应到导通的一对晶闸管同时加触发脉冲,所以触发脉冲的宽度应大于π/3的宽脉冲。宽脉冲触发要求触发功率大,易使脉冲变压器饱和,所以可以采用脉冲列代替双窄脉冲;每隔π/3换相一次,换相过程在共阴极组和共阳极组轮流进行,但只在同一组别中换相。接线图中晶闸管的编号方法使每个周期内6个管子的组合导通顺序是VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6;共阴极组T1,T3,T5的脉冲依次相差2π/3;同一相的上下两个桥臂,即VT1和VT4,VT3和VT6,VT5和VT2的脉冲相差π,给分析带来了方便;当α=O时,输出电压Ud一周期内的波形是6个线电压的包络线。所以输出脉动直流电压频率是电源频率的6倍,比三相半波电路高l倍,脉动减小,而且每次脉动的波形都一样,故该电路又可称为6脉动整流电路。

在第(1)段期间,a相电压最高,而共阴极组的晶闸管VT1被触发导通,b相电位最低,所以供阳极组的晶闸管KP6被触发导通。这时电流由a相经VT1流向负载,再经VT6流入b 相。变压器a、b两相工作,共阴极组的a相电流为正,共阳极组的b相电流为负。加在负载上的整流电压为ud=ua-ub=uab 经过60°后进入第(2)段时期。这时a相电位仍然最高,晶闸管VTl继续导通,但是c 相电位却变成最低,当经过自然换相点时触发c相晶闸管VT2,电流即从b相换到c相,VT6承受反向电压而关断。这时电流由a相流出经VTl、负载、VT2流回电源c相。变压器a、c 两相工作。这时a相电流为正,c相电流为负。在负载上的电压为ud=ua-uc=uac 再经过60°,进入第(3)段时期。这时b相电位最高,共阴极组在经过自然换相点时,触发导通晶闸管VT3,电流即从a相换到b相,c相晶闸管VT2因电位仍然最低而继续导通。此时变压器bc两相工作,在负载上的电压为ud=ub-uc=ubc 余相依此类推。 仿真实验 “alpha_deg”是移相控制角信号输入端,通过设置输入信号给它的常数模块参数便可以得到不同的触发角α,从而产生给出间隔60度的双脉冲。 二、MATLAB仿真 (1)MATLAB simulink模型如图 (2)参数设置 电源参数设置:电压设置为380V,频率设为50Hz。注意初相角的设置,a相电压设为0,b相电压设为-120,a相电压设为-240。

单相桥式整流电路实验

课题单相桥式整流电路执教者教学时间40×2分钟 教学方法启发讲授、项目示范、练习巩固教学用具黑板/粉笔,投影,二极管整流电路示范装置,交流电源调节器,通用双踪示波器,万用表 教学目的通过对单相桥式整流电路原理的理解,能够正确的使用和安装单向桥式整流电路或桥堆(1)根据二极管的单向导电性正确判断桥中二极管的导通、截止状态,并用波形表示;(2)使用示波器分析工作中电路的波形,正确判断桥及桥中二极管的工作情况是否正常;(3)使用万用表对桥的输入、输出电压进行测量、监控,掌握桥的输入、输出关系;(4)根据要求正确地选择二极管或集成的桥堆; (5)正确安装整流桥并接入电路,注意好的职业习惯的培养; 教学重点单向桥式整流电路原理的理解及电路安装 教学难点(1)桥中各桥臂二极管的工作情况分析;(2)整流桥中二极管参数的选择; (3)二极管在整流电路安装时的操作要点。 教学过程 项目内容备注 导入:8min 1、二极管的单向导电性; 2、单向半波、全波整流电路的优劣特点 使用万用表和示波器 对相关内容进行复习。

教学过程( 续) 新 课: 65 min 单相桥式 整流电路 原理 (35min) 1、用不同颜色的发光二极管代替普通的整流二极管组成桥式整流电路,正确接入电 路,演示二极管整流过程。 2、将双踪示波器分别接入相邻、相对两桥臂,观察其变化过程。(1、2共18min) 3、使用万用表对其输入、输出电压进一步跟踪,调节输入电压的大小,测量输出电 压,发现它们之间的数量关系。(14min) 4、师生对上述过程进行分析,探究上述现象形成的原因。(3min) 运用模块式任务导向 教学原理,展开教学, 以突出重点、分化难 点。 器件的选 择与电路 安装 (30min) 1、根据上述原理分析,获得二极管桥式整流电路中二极管上承受最大反压、流过二 极管整流电流值与整流桥交流侧输入电压的关系,从而理解该电路在选择二极管时 所采用的经验式。 2、示范练习并指导学生根据需要选择二极管,并将其正确接入电路。 注意事项 电路安装时,一定要认准交流侧“阴阳-阴阳”串联,直流侧“阴阴-阳阳”并联; 测试桥式整流电路输入、输出电压时要注意万用表使用安全; 测试信号波形时,因测试探头“公共接地”端在测试中的作用,在测试时为了分析方便,当测试扫描一旦确 定,在进行输出、管压降测试时,不要再次调节该参数。 课堂总结及作 业布置(5min) 总结本教学单元的重点,巧妙设置问题考查学生的掌握程度,同时提出思考,为进入滤波电路学习做好铺垫。课堂答疑(2 min)针对本教学单元内的相关问题,课堂上回答学生的疑问,并对比较集中的、非常规性的问题在全班进行解释。教学反思(附后) 2

桥式整流电路分析

1、桥式整流 桥式整流电路是使用最多的一种整流电路。这种电路,只要增加两只二极管口连接成"桥"式结构,便具有全波整流电路的优点,而同时在一定程度上克服了它的缺点。 桥式整流电路如图Z0705所示,其中图(a)、(b)、(c)是它的 三种不同画法。它是由电源变压器、四只整流二极管D1~4 和负载 电阻R L组成。四只整流二极管接成电桥形式,故称桥式整流。 桥式整流电路的工作原理如图Z0706所示。在u2的正半周,D1、 D3导通,D2、D4截止, 电流由T R次级上端经 D1→R L →D3回到 TR次级下端,在负载 RL上得到一半波整流 电压。 在u2的负半周,D1、 D3截止,D2、D4导通, 电流由Tr次级的下端 经D2→R L→D4回到 Tr次级上端,在负载RL 上得到另一半波整流 电压。 这样就在负载RL上得到一个与全波整流相同的电压波形,其电 流的计算与全波整流相同,即 UL = 0.9U2 GS0709 I L = 0.9U2/R L GS0710 流过每个二极管的平均电流为 I D= I L/2 = 0.45 U2/R L 每个二极管所承受的最高反向电压为 2、半波整流电路 半波整流电路,由电源变压器Tr整流二极管D和负载电阻RL组成,如下图所示。电路的工作过程是:在u2的正半周(ωt=0~π),二极管因加正向偏压而导通,有电流iL流过负载电阻RL。由于将二极管看作理想器件,故RL上的电压uL与u2的正半周电压基本相同。

市电(交流电网)变为稳定的直流电需经过变压、整流、滤波和稳压四个过程。利用二极管的单向导电性,将大小和方向都随时间变化的工频交流电变换成单方向的脉动直流电的过程称为整流。有时将变压器、整流电路和滤波电路一起统称为整流器。 (1)正半周u2瞬时极性a(+),b(-),VD正偏导通,二极管和负载上有电流流过。若向压降UF忽略不计,则uo=u2。 (2)负半周u2瞬时极性a(-),b(+),VD反偏截止,IF≈0,uD=u2。

大学物理学实验整流滤波电路及应用讲义

Readme 预习报告: 实验原理部分自己组织语言简述,并给出重要的公式和图表。 实验操作: 本实验操作中设置了3个现场见证点(W点),完成相应操作后,请报告教师,以便进行现场确认; 数据处理: 按照实验内容的要求完成数据处理与绘图,不需要进行不确定度分析,完成思考题2。

整流滤波电路及应用 在现代工农业生产和日常生活中,广泛地使用着交流电。主要原因是与直流电相比,交流电在生产、输送和使用方面具有明显的优点和重大的经济意义。例如在远距离输电时,采用较高的电压可以减少线路上的损失。对于用户来说,采用较低的电压既安全又可降低电气设备的绝缘要求。这种电压的升高和降低,在交流供电系统中可以很方便而又经济地由变压器来实现。此外,异步电动机比起直流电动机来,具有构造简单、价格便宜,运行可靠等优点。在一些非用直流电不可的场合,如工业上的电解和电镀等,也可利用整流设备,将交流电转化为直流电。 本实验的目的是了解交流信号的几个参数,学习整流滤波电路的基本工作原理及制作一台直流电源。 实验原理 1.交流电路 正弦交流电的表达式如下,其曲线如图6.2.1-1所示。 ) sin()()sin()(21?ω?ω+=+=t U t u t I t i P P (1) 由此可见,正弦交流电的特性表现在正弦交流电的大小、变化快慢及初始值方面。而它们分别由幅值(或有效值)、频率(或周期)和初相位来确定。所以幅值、频率和初相位被称为正弦交流电的三要素。 (1)幅值、频率值和有效值 1)幅值 峰值或最大值,记为U P 或I P ,峰点电位之差称为“峰-峰值”,记为U P-P 和I P-P 。显然 2, 2P P P P P P U U I I --==。 2)平均值 令i(t)、u(t)分别表示时间变化的交流电流和交流电压,则它们的平均值分别为 00 11() ()T T i i t dt u u t dt T T ==??(2) 这里T 是周期,平均值实际上就是交流信号中直流分量的大小,所以图6.2.1-1所示的正弦交流电的平均值为0。

三相桥式PWM整流电路分析

三相桥式PWM整流电路分析 【摘要】为了抑制电力电子装置产生的谐波,其中的一种方法就是对整流器本身进行改进,使其尽量不产生谐波。通过对各个电力半导体器件的通断进行PWM调制,使输入电流成为接近正弦且与电源电压同相的PWM波形,从而得到接近1的功率因数。本文主要对电压型三相半桥式PWM整流电路进行分析,在此基础上对PWM 整流技术加以探讨,对PWM整流装置的维护和设计有一定参考价值。 【关键词】PWM整流;三相桥 1.引言 随着电力电子技术的迅速发展,各种电力电子装置在电力系统、工业、交通、家庭等众多领域中的应用日益广泛,大量的非线性负载被引入电网,导致了日趋严重的谐波污染。电网谐波污染的根本原因在于电力电子装置的开关工作方式,引起网侧电流、电压波形的严重畸变。 为了抑制电力电子装置产生的谐波,其中的一种方法就是对整流器本身进行改进,使其尽量不产生谐波,且电流和电压同相位。这种整流器称为高功率因数变流器或高功率因数整流器。高功率因数变流器主要采用PWM整流技术,一般需要使用自关断器件。只要对整流器各开关器件施以适当的PWM控制,就可以对整流器网侧交流电流的大小和相位进行控制,不仅可实现交流电流接近正弦波,而且可使交流电流的相位与电源电压同相,即系统的功率因数总是接近于1。本文主要对电压型三相半桥式PWM整流电路进行分析,在此基础上对PWM 整流技术加以探讨,对PWM整流装置的维护和设计有一定参考价值。 2.传统整流电路的存在的问题 在我国,当前主要的谐波源主要是一些整流设备,如化工、冶金行业的整流设备和各种调速、调压设备以及电力机车。传统的整流方式通常采用二极管整流或相控整流方式,采用二极管整流方式的整流器存在从电网吸取畸变电流,造成电网的谐波污染,而且直流侧能量无法回馈电网等缺点。采用相控方式的整流器也存在深度相控下交流侧功率因数很低,因换流引起电网电压波形畸变等缺点。这些整流器从电网汲取电流的非线性特征,给周围用电设备和公用电网都会带来不利影响。因此,十分必要开发趋于理想参数的更优电路,电压型三相半桥式PWM整流电路就是其中一种。 3.三相桥式PWM整流电路 3.1 整流电路的理想状态 为使交流电流的相位与电源电压同相,即系统的功率因数接近于1。整流电

10种精密整流电路的详解

1.第一种得模拟电子书上(第三版442页)介绍得经典电路。A1用得就是半波整流并且放大 两倍,A2用得就是求与电路,达到精密整流得目得。(R1=R3=R4=R5=2R2) 2.第二种方法瞧起来比较简单A1就是半波整流电路,就是负半轴有输出,A2得电压跟随器 得变形,正半轴有输出,这样分别对正负半轴得交流电进行整流!(R1=R2) 3.第三种电路

仿真效果如下: 这个电路真就是她妈得坑爹,经过我半天得分析才发现就是这样得结论:Uo=-|Ui|,整出来得电路全就是负得,真想不通为什么作者放到这里,算了先把分析整理一下: 当Ui>0得时候电路等效就是这样得

放大器A就是同相比例电路,Uo1=(1+R2/R1)Ui=2Ui 放大器B就是加减运算电路,Uo2=(1+R2/R1)Ui-(R4/R3)Uo1=-Ui 当Ui<0得时候电路图等效如下: 放大器A就是电压跟随器,放大器B就是加减运算电路 式子整理:Uo2=(1+R4/(R2+R3))Ui- R4/(R2+R3)Ui=Ui 以上就是这个电路得全部分析,但就是想达到正向整流得效果就应该把二极管全部反向过来电路与仿真效果如下图所示

4.第四种电路就是要求所有电阻全部相等。这个仿真相对简单。 电路与仿真效果如下 计算方法如下: 当Ui>0时,D1导通,D2截止(如果真就是不清楚为什么就是这样分析,可以参照模拟电子技术书上对于第一种电路得分析),这就是电路图等效如下(R6就是为了测试信号源用得跟这个电路没有直接得关系,不知道为什么不加这个电阻就仿真不了)

放大器A构成反向比例电路,uo1=-ui, 这时在放大器B得部分构成加减运算电路,uo2=-uo1=-(-ui) 注意:这里放大器B得正相输入端就是相当于接地得,我刚开始一直没有想通,后来明白了,这一条线路上就是根本就没有电流得,根本就没有办法列出方程来。(不知道这么想就是不就是正确得) 当Ui<0得时候,D1截止,D2导通,电路图等效如下: 这时就需要列方程了 Ui<0时Ui/R1=-(U2/R5+U2/(R2+R3))计算得到U2=-2/3 Ui 再根据U2/(R2+R3)=(U0-U2)/R4 得到U0=3/2 U2 带入得到U0=-Ui

一种全桥同步整流器的设计及其应用

一种全桥同步整流器的设计及其应用 2012-10-24 22:01:37 来源:21IC 关键字:全桥同步整流器 由于现代高速超大规模集成电路的尺寸不断减小,同时又对功率要求的不断增加。因此必须提高供电电源的功率密度,在有限的散热空间里增加功率密度,就必须提高电源的工作效率。近年来,通过增加输出级同步整流、引入软开关技术等,使得开关电源的效率得到了大幅提高。如何进行一步提高其工作效率,笔者从输入级的一次整流入手进行了相应分析和研究。 1 原理与设计 1.1 桥式整流与桥式同步整流分析 一般开关电源中一次整流电路结构如图1所示。因为图中电源V1由电网提供,要采用高压二极管对其进行整流,所以D1,D2,D3,D4的压降约为1 V。当输出电流为I时,将在整个整流桥上产生P(VD)=1×2×I的功率损耗。 桥式同步整流电路结构如图2所示,图中M1、M2、M3、M4为n沟道增强型功率MOS 管,其中D1、D2、D3、D4为其寄生体二极管。图中左半部分为其驱动信号产生模块。 为进一步提高电源变换器的效率,降低一次整流部分的损耗是提高电源变换器工作效率的一种有效途径。采用P-MOSFET管来实现整流功能的整流电路称为同步整流电路,P-MOSFET管不像二极管那样能自动截止反向电流,需要用P-MOSFET管来实现同步整流,必须控制P-MOSFET管的导通和关断,而P-MOSFET管的导通和关断又取决于它的栅极驱

动信号。因此,在设计同步整流P-MOSFET管栅极驱动信号的大小和时序,要确保同步整流电路的正常工作。图3为相应开关管M1、M2、M3、M4控制信号S1、S2、S3、S4波形图。 为防止开关管发生直通的现象,在上下桥臂的波形切换之间加入了死区时间Tdeadtime。 因为工作频率在50 Hz,所以无需考虑其开关损耗。桥式同步整流电路中功率损耗主要发生在其导通的直流电阻RDS上,即P=(RDS×2)I2,图4给出了相应损耗功耗曲线。 设全桥整流时整流桥的损耗功率P(VD)=2×I。设全桥同步整流时开关管的损耗功率P(VT)=Ron×I2。与全桥整流相比全桥同步整流所节省的功率损耗P(D)=P(VD)-P(VT)=2×I-Ron×I2。根据函数的增减性,当I=1/Ron时,P(D)可取得最大值。 1.2 相应参数计算 此部分主要考虑将输入正弦波变为与之同步的方波,相应电路如图5所示。为防止整流开关管发生直通的现象,在上下桥臂波形切换之间加入了死区时间。引死区时间由过零比较电压时行设定,即电阻R1与电阻R2、R3与电阻R4的比值来确定。死区时间Tdeadtime 在整个周期中所占的时间为 其中,V1-1为同步交流信号的幅值;T为输入交流信号的周期。

桥式整流电路原理.doc

简单RC滤波电路的工作原理 滤波电路是直流电源的重要组成部分,它一般是由电容等储能元件组成,用来滤除单向脉动电压中的谐波分量,从而得到比较平滑的直流电压。图1所示为桥式整流简单RC滤波电路。由图可以看出,滤波电容C并联于整流电路的输出端,即C与R L 并联,整流电路的负载为容性。其工作原理为:设t=0时 接通电源,当由零逐渐上升时,二极管D 1、D 3 导通,D 2 、D 4 截止,电流方向如图 中箭头所示。电流一路流过负载R L ,一路向电容C充电,充电极性为上正、下负。由于电源内阻及二极管导通电阻均很小,即充电时间常数很小,所以充电进行的很快,C两端的电压随很快上升到峰值,即。当由峰值开始下降时,充电过程结束。由于电容C两端的电压>,这时,四只二极管均被反偏截止,电容C 向负载R L 放电,从而使通过负载R L 的电流得以维持。放电时间常数R L C取值愈大, R L 两端的电压下降愈缓慢,输出波形愈平滑,直到下一个半周到来,且>时, D 2、D 4 才正偏道通(D 1 、D 3 仍截止),放电过程结束,又开始给C充电。如此周 而复始的充电、放电,在负载R L 上便得到如图2所示的输出电压。 单向桥式整流电路工作原理 2008-03-07 16:49

1.工作原理 单相桥式整流电路是工程上最常用的单相整流电路,如图 6.2.3所示。 图6.2.3 单相桥式整流电路 整流电路在工作时,电路中的四只二极管都是作为开关运用,根据图6.2.3的电路图可知: 当正半周时,二极管D1、D3导通(D2、D4截止),在负载电阻上得到正弦波的正半周; 当负半周时,二极管D2、D4导通(D1、D3截止),在负载电阻上得到正弦波的负半周。 在负载电阻上正、负半周经过合成,得到的是同一个方向的单向脉动电压。单相桥式整流电路的电流与电压波形见图6.2.4。 2.参数计算

整流滤波电路

第一节整流电路 电力网供给用户的是交流电,而各种无线电装置需要用直流电。整流,就是把交流电变为直流电的过程。利用具有单向导电特性的器件,可以把方向和大小交变的电流变换为直流电。下面介绍利用晶体二极管组成的各种整流电路。 一、半波整流电路 图5-1、是一种最简单的整流电路。它由电源变压器B 、整流二极管D 和 负载电阻R fz ,组成。变压器把市电电压(多为220伏)变换为所需要的交变 电压e2,D 再把交流电变换为脉动直流电。 下面从图5-2的波形图上看着二极管是怎样整流的。

变压器次级电压e2,是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压,它的 波形如图5-2(a)所示。在0~π时间内,e2为正半周即变压器上端为正下端为负。此时二极管承受正向电压面导通,e2通过它加在负载电阻R fz上,在π~2π时间内,e2为负半周,变压器次级下端为正,上端为负。这时D承受反向电压,不导通,R fz,上无电压。在2π~3π时间内,重复0~π 时间的过 程,而在3π~4π时间内,又重复π~2π时间的过程…这样反复下去,交流电的负半周就被"削"掉了,只有正半周通过R fz,在R fz上获得了一个单一右向(上正下负)的电压,如图5-2(b)所示,达到了整流的目的,但是,负载电 压U sc。以及负载电流的大小还随时间而变化,因此,通常称它为脉动直流。 这种除去半周、图下半周的整流方法,叫半波整流。不难看出,半波整说是以"牺牲"一半交流为代价而换取整流效果的,电流利用率很低(计算表明,整流 得出的半波电压在整个周期内的平均值,即负载上的直流电压U sc=0.45e2 )因此常用在高电压、小电流的场合,而在一般无线电装置中很少采用。 二、全波整流电路 如果把整流电路的结构作一些调整,可以得到一种能充分利用电能的全波整流电路。图5-3 是全波整流电路的电原理图。 全波整流电路,可以看作是由两个半波整流电路组合成的。变压器次级线圈中间需要引出一个抽头,把次组线圈分成两个对称的绕组,从而引出大小相等但 极性相反的两个电压e2a 、e2b ,构成e2a 、D1、R fz与e2b 、D2、R fz ,两个通电回路。

整流器的原理以及应用

整流器的原理以及应用 整流器的原理:在以大功率二极管或晶闸管为基础的两种基本类型的整流器中,电网的高压交流功率通过整流器变换为直流功率。提到未来(不久的或遥远的)的其它类型整流器:以不可控二极管前沿产品为基础的斩波器、斩波直流/直流变换器或电流源逆变型有源整流器。显然,这种最新型的整流器在技术上包含较多要开发的内容,但是它能显示出优点,例如它以非常小的谐波干扰和1的功率因数加载于电网。 西安中凯电力整流设备有限公司是一家专门从事工业用整流电源系统的设计、生产、销售、售后服务及整流系统的改造、设备备件的企业。提供各种电力电子装置、电力半导体器件、快速熔断器、整流变压器、电抗器和电力成套设备的科研、生产与服务。下面由西安中凯电力为大家讲述下整流器的应用。 整流器的主要应用是把交流电源转为直流电源。由于所有的电子设备都需要使用直流,但电力公司的供电是交流,因此除非使用电池,否则所有电子设备的电源供应器内部都少不了整流器。 至于把直流电源的电压进行转换则复杂得多。直流-直流转换的一种方法是首先将电源转换为交流(使用一种称为反用换流器的设备),然后使用变压器改变该交流电压,最后再整流回直流电源。 整流器还用在调幅(AM)无线电信号的检波。信号在检波前可能会先经增幅(把信号的振幅放大),如果未经增幅,则必须使用非常低电压降的二极管。使用整流器作解调时必须小心地搭配电容器和负载电阻。电容太小则高频成分传出过多,太大则将抑制讯号。 整流装置也用于提供电焊时所需固定极性的电压。这种电路的输出电流有时需要控制,此时会以可控硅(一种晶闸管)替换桥式整流中的二极管,并以相位控制触发的方式调整其电压输出。 晶闸管也用于各级铁路机车系统中,以实现牵引马达的微调。可关断晶闸管(GTO)则可用于从直流电源产生交流,例如在Eurostar 列车上使用此方式提供三相牵引马达所需的电源。

同步整流电路分析

一、传统二极管整流电路面临的问题 近年来,电子技术的发展,使得电路的工作电压越来越低、电流越来越大。低电压工作有利于降低电路的整体功率消耗,但也给电源设计提出了新的难题。 开关电源的损耗主要由3部分组成:功率开关管的损耗,高频变压器的损耗,输出端整流管的损耗。在低电压、大电流输出的情况下,整流二极管的导通压降较高,输出端整流管的损耗尤为突出。快恢复二极管(FRD)或超快恢复二极管(SRD)可达~,即使采用低压降的肖特基二极管(SBD),也会产生大约的压降,这就导致整流损耗增大,电源效率降低。 举例说明,目前笔记本电脑普遍采用甚至或的供电电压,所消耗的电流可达20A。此时超快恢复二极管的整流损耗已接近甚至超过电源输出功率的50%。即使采用肖特基二极管,整流管上的损耗也会达到(18%~40%)P O,占电源总损耗的60%以上。因此,传统的二极管整流电路已无法满足实现低电压、大电流开关电源高效率及小体积的需要,成为制约DC /DC变换器提高效率的瓶颈。 二、同步整流的基本电路结构 同步整流是采用通态电阻极低的专用功率MOSFET,来取代整流二极管以降低整流损耗的一项新技术。它能大大提高DC/DC变换器的效率并且不存在由肖特基势垒电压而造成的死区电压。功率MOSFET属于电压控制型器件,它在导通时的伏安特性呈线性关系。用功率MOSFET做整流器时,要求栅极电压必须与被整流电压的相位保持同步才能完成整流功能,故称之为同步整流。 1、基本的变压器抽头方式双端自激、隔离式降压同步整流电路 2、单端自激、隔离式降压同步整流电路 图1 单端降压式同步整流器的基本原理图 基本原理如图1所示,V1及V2为功率MOSFET,在次级电压的正半周,V1导通,V2关断,V1起整流作用;在次级电压的负半周,V1关断,V2导通,V2起到续流作用。同步整流电路的

半波精密整流电路、8种类型精密全波整流电路及详细分析

精密全波整流电路 图中精密全波整流电路的名称,纯属本人命的名,只是为了区分;除非特殊说明,增益均按1设计.图1是最经典的电路,优点是可以在电阻R5上并联滤波电容.电阻匹配关系为R1=R2,R4=R5=2R3;可以通过更改R5来调节增益 图2优点是匹配电阻少,只要求R1=R2 图3的优点是输入高阻抗,匹配电阻要求R1=R2,R4=2R3 图4的匹配电阻全部相等,还可以通过改变电阻R1来改变增益.缺点是在输入信号的负半周,A1的负反馈由两路构成,其中一路是R5,另一路是由运放A2复合构成,也有复合运放的缺点. 图5 和图6 要求R1=2R2=2R3,增益为1/2,缺点是:当输入信号正半周时,输出阻抗比较高,可以在输出增加增益为2的同相放大器隔离.另外一个缺点是正半周和负半周的输入阻抗不相等,要求输入信号的内阻忽略不计 图7正半周,D2通,增益=1+(R2+R3)/R1;负半周增益=-R3/R2;要求正负半周增益的绝对值相等,例如增益取2,可以选R1=30K,R2=10K,R3=20K 图8的电阻匹配关系为R1=R2 图9要求R1=R2,R4可以用来调节增益,增益等于1+R4/R2;如果R4=0,增益等于1;缺点是正负半波的输入阻抗不相等,要求输入信号的内阻要小,否则输出波形不对称. 图10是利用单电源运放的跟随器的特性设计的,单电源的跟随器,当输入信号大于0时,输出为跟随器;当输入信号小于0的时候,输出为0.使用时要小心单电源运放在信号很小时的非线性.而且,单电源跟随器在负信号输入时也有非线性. 图7,8,9三种电路,当运放A1输出为正时,A1的负反馈是通过二极管D2和运放A2构成的复合放大器构成的,由于两个运放的复合(乘积)作用,可能环路的增益太高,容易产生振荡. 精密全波电路还有一些没有录入,比如高阻抗型还有一种把A2的同相输入端接到A1的反相输入端的,其实和这个高阻抗型的原理一样,就没有专门收录,其它采用A1的输出只接一个二极管的也没有收录,因为在这个二极管截止时,A1处于开环状态. 结论: 虽然这里的精密全波电路达十种,仔细分析,发现优秀的并不多,确切的说只有3种,就是前面的3种. 图1的经典电路虽然匹配电阻多,但是完全可以用6个等值电阻R实现,其中电阻R3可以用两个R并联.可以通过R5调节增益,增益可以大于1,也可以小于1.最具有优势的是可以在R5上并电容滤波. 图2的电路的优势是匹配电阻少,只要一对匹配电阻就可以了.

整流电路、滤波电路及稳压电路

第七章整流电路、滤波电路及稳压电路 知识目标 1.掌握单相桥式整流电路的结构和工作原理。 2.了解电容滤波电路和电感滤波电路的作用。 3.了解稳压电路的工作原理和特点。 4.了解集成稳压器的使用方法。 技能目标 1.掌握单相桥式整流电路。 2.掌握集成稳压器的基本使用方法和连接方法。 3.能够使用万用表测量电压,能够使用双踪示波器观察测试波形。 4.能够根据直流稳压电源框架组装直流稳压电源。 第一节整流电路 一、整流与整流电路 利用二极管的单向导电性可以将交流电转换为直流电,这一过程称为整流,这种电路就称为整流电路。 常见的整流电路有半波整流电路和全波整流电路。 二、单相桥式整流电路的结构和特点 单相桥式整流电路利用整流二极管的单向导电性,将交流电变成单向脉动直流电,其组成结构如图7-1所示。 图7-1单相桥式整流电路 图7-1中,T r表示电源变压器,作用是将交流电网电压u1变成整流电路要求的交流电压;R L是直流供电的负载电阻;4只整流二极管VD1~VD4依次接成电桥的形式,故称桥式整流电路。 桥式整流电路的特点是:输出电压的直流成分得到提高,脉冲成分被降低,每只整流二极管承受的最大反向电压较小,变压器的利用效率高,因此被广泛使用。 单相桥式整流电路的实现 在实际应用中,单相桥式整流电路可以用四个独立的整流二极管实现,也可以用集成器件“桥堆”来实现。

图7-2所示为单相桥式整流电路的习惯简化画法。 图7-2单相桥式整流电路的习惯简化画法 三、单相桥式整流电路的工作原理 图7-3单相桥式整流电路波形 在图7-3单相桥式整流电路波形中,在u的正半周时,u2>0时,VD1、VD4导通,VD2、VD3截止,故有图示i D1(i D4)的波形; 同样,在u1的负半周时,u2<0时,VD1、VD4截止VD2、VD3导通,故有电流i D2(i D3)。 可见在u的正、负半周均有电流流过负载电阻R L,且电流方向一致,综合得到u o(i o)的波形。 低音炮音箱 如图7-4所示,日常生活中使用的低音炮音箱,有些采用了专业的桥式整流技术,通过内置的桥式整流电路,使得低频带通电路的信号顺畅与稳定,可以使声音更加纯净。 图7-4低音炮音箱 第二节滤波电路 经过整流电路后的输出电压已经是单相的直流电压,但是其中含有直流和交流的成分,电压的大小仍有变化,这种直流电称为脉动直流电。对于某些工作(如蓄电池充电),脉动电流已经可以满足要求,但是对于大多数电子设备,需要平滑的直流电,故整流电路后面都要接滤波电路,尽量减小交流成分,以减小整流电压的脉动程度,适合稳压电路的需要,这就

各类整流电路图及工作原理

桥式整流电路图及工作原理介绍 桥式整流电路如图1所示,图(a)、(b)、(c)是桥式整流电路的三种不同画法。由电源变压器、四只整流二极管D1~4 和负载电阻RL组成。四只整流二极管接成电桥形式,故称桥式整流。 图1 桥式整流电路图 桥式整流电路的工作原理 如图2所示。

在u2的正半周,D1、D3导通,D2、D4截止,电流由TR次级上端经D1→ RL →D3回到TR 次级下端,在负载RL上得到一半波整流电压。 在u2的负半周,D1、D3截止,D2、D4导通,电流由Tr次级的下端经D2→ RL →D4 回到Tr次级上端,在负载RL 上得到另一半波整流电压。 这样就在负载RL上得到一个与全波整流相同的电压波形,其电流的计算与全波整流相同,即 UL = 0.9U2 IL = 0.9U2/RL 流过每个二极管的平均电流为 ID = IL/2 = 0.45 U2/RL 每个二极管所承受的最高反向电压为 什么叫硅桥,什么叫桥堆 目前,小功率桥式整流电路的四只整流二极管,被接成桥路后封装成一个整流器件,称"硅桥"或"桥堆",使用方便,整流电路也常简化为图Z图1(c)的形式。桥式整流电路克服了全波整流电路要求变压器次级有中心抽头和二极管承受反压大的缺点,但多用了两只二极管。在半导体器件发展快,成本较低的今天,此缺点并不突出,因而桥式整流电路在实际中应用较为广泛。 二极管整流电路原理与分析 半波整流 二极管半波整流电路实际上利用了二极管的单向导电特性。

当输入电压处于交流电压的正半周时,二极管导通,输出电压v o=v i-v d。当输入电压处于交 流电压的负半周时,二极管截止,输出电压v o=0。半波整流电路输入和输出电压的波形如图所 示。 二极管半波整流电路 对于使用直流电源的电动机等功率型的电气设备,半波整流输出的脉动电压就足够了。但对于电子电路,这种电压则不能直接作为半导体器件的电源,还必须经过平滑(滤波)处理。平滑处理电路实际上就是在半波整流的输出端接一个电容,在交流电压正半周时,交流电源在通过二极管向负载提供电源的同时对电容充电,在交流电压负半周时,电容通过负载电阻放电。 电容输出的二极管半波整流电路仿真演示 通过上述分析可以得到半波整流电路的基本特点如下: (1)半波整流输出的是一个直流脉动电压。 (2)半波整流电路的交流利用率为50%。 (3)电容输出半波整流电路中,二极管承担最大反向电压为2倍交流峰值电压(电容输出 时电压叠加)。 (3)实际电路中,半波整流电路二极管和电容的选择必须满足负载对电流的要求。

精密整流电路 分析

经典型精密整流电路的电路分析 对于A1 ,其电路可简化为: 当Ui为正时,Vo2 = Ad * (-Ui) ,则D1截止,D2导通,等效电路为: 上图仅仅比反相放大器多了一个D2二极管,这个二极管最多是使运放增加了数值等于VD 的输出失调电压,接成闭环后,可以忽略不计,故: Vo1 = - R2/R1 *Ui 当R2=R1时,Vo1=-Ui。 当Ui为负时,Vo1==0;

看图可知,A2是反相加法器,将输入的信号和第1个运放输出的信号叠加并反相,从而可以得到波形全为正的半正弦波信号,既整流信号。可以调节电阻使加法器的放大倍数为1 根据虚短,Vn2=0 根据虚断,Vo1/R3 + Ui/R4 = -Uo/R5 当Ui为正时,Vo1=-Ui,Uo= -Ui*R5(1/R4 – 1/R3) ,取R5=R4=2R3 U0=Ui 当Ui为负时,Vo1==0;Uo = R5/R4 |Ui|;取R5=R4=2R3 ,U0=|Ui| 后续电路上加大电容,就可以得到脉动直流。 四个二极管型精密整流电路分析

当Ui为正时,Vo1 = Ad1 * (-Ui) ,Vo2 = Ad * (Ui) ,则D1导通,D2截止,D3截止,D4导通,等效电路为: 由A2决定,U0=Ui 当Ui为负时,Vo1 = Ad1 * (-Ui) ,Vo2 = Ad * (Ui) ,则D1截止,D2导通,D3导通,D4截止,等效电路为:

由A1决定,二极管D2是使运放增加了数值等于VD的输出失调电压,接成闭环后,可以忽略不计,故: Vo = - R2/R1 *Ui 当R2=R1时,Vo1=-Ui = | Ui |。 后续接上电容,就可得到脉动直流

整流电路分析

题目:整流电路,输入电压220V,50HZ;输出电压310V DC,输出功率:1KW 问题1:仿真分析,单相整流电路,带大电容滤波。比较分析不控整流、相控整流和PWM整流电路的输入电流THD和输入功率因数。 (a)单相整流电路: 1)电路原理图: 2)理论分析: 当电源电压为正半周时,D1承受正向电压导通,D2承受反向电压截止;电源电压为负半周时正好相反。 3)仿真模型: 参数选择:输入电压为标准正弦波交流电310cos(ωt),f=50Hz;负载电阻为96.1Ω,滤波电容为1F。

利用MATLAB/SIMULINK对单相桥式不控整流电路进行仿真分析,仿真结果如下: 图1 输出电压波形与纹波分析 0.20.40.61 图2 输入电压与电流波形 图3输入电流波形频谱与THD 由图2知,输入电流的基波分量与输入电压相位差为0,因此

cos ψ=1。 由图3可知THD=439.21% 而1N i i μ= = 因此,C =1F 时,μ=0.222 改变滤波电容大小,即可得到不同滤波电容下的功率因数大小如下表1: 4) 结论 单相桥式不控整流电路,在输出仅仅使用大电容滤波时,其输入功率因数与滤波电容取值有关。由表1可知,输入滤波电容越大,功率因数的降低,同时电容值得加大也会带来电容体积的加大。因此,在应用这类电路时,要充分考虑输出电压与输入功率因数之间的矛盾,综合考虑来设计滤波电容的值数。 (b) 相控整流电路: 1) 电路原理图: 2) 理论分析: 由于大电容的存在,负载端电压一直保持在310V 左右。因此,

只有在输入电压大于负载端电压时,控制晶闸管的开通关断才能工作在可控区域。 3)仿真模型: 参数选择:输入电压为标准正弦波交流电310cos(ωt),f=50Hz;负载电阻为96.1Ω,滤波电容为0.5F。 利用MATLAB/SIMULINK对单相桥式不控整流电路进行仿真分析,仿真结果如下: 图4 输出电压波形与纹波分析

十种运放精密全波整流电路

十种运放精密全波整流电路 图中精密全波整流电路的名称,纯属本人命的名,只是为了区分;除非特殊说明,增益均按1设计. 图1是最经典的电路,优点是可以在电阻R5上并联滤波电容.电阻匹配关系为R1=R2,R4=R5=2R3;可以通过更改R5来调节增益 图2优点是匹配电阻少,只要求R1=R2 图3的优点是输入高阻抗,匹配电阻要求R1=R2,R4=2R3

图4的匹配电阻全部相等,还可以通过改变电阻R1来改变增益.缺点是在输入信号的负半周,A1的负反馈由两路构成,其中一路是R5,另一路是由运放A2复合构成,也有复合运放的缺点. 图5 和图6 要求R1=2R2=2R3,增益为1/2,缺点是:当输入信号正半周时,输出阻抗比较高,可以在输出增加增益为2的同相放大器隔离.另外一个缺点是正半周和负半周的输入阻抗不相等,要求输入信号的内阻忽略不计 图7正半周,D2通,增益=1+(R2+R3)/R1;负半周增益=-R3/R2;要求正负半周增益的绝对值相等,例如增益取2,可以选R1=30K,R2=10K,R3=20K

图8的电阻匹配关系为R1=R2 图9要求R1=R2,R4可以用来调节增益,增益等于1+R4/R2;如果R4=0,增益等于1;缺点是正负半波的输入阻抗不相等,要求输入信号的内阻要小,否则输出波形不对称. 图10是利用单电源运放的跟随器的特性设计的,单电源的跟随器,当输入信号大于0时,输出为跟随器;当输入信号小于0的时候,输出为0.使用时要小心单电源运放在信号很小时的非线性.而且,单电源跟随器在负信号输入时也有非线性. 图7,8,9三种电路,当运放A1输出为正时,A1的负反馈是通过二极管D2和运放A2构成的复合放大器构成的,由于两个运放的复合(乘积)作用,可能环路的增益太高,容易产生振荡. 精密全波电路还有一些没有录入,比如高阻抗型还有一种把A2的同相输入端接到A1的反相输入端的,其实和这个高阻抗型的原理一样,就没有专门收录,其它采用A1的输出只接一个二极管的也没有收录,因为在这个二极管截止时,A1处于开环状态. 结论: 虽然这里的精密全波电路达十种,仔细分析,发现优秀的并不多,确切的说只有3种,就是前面的3种. 图1的经典电路虽然匹配电阻多,但是完全可以用6个等值电阻R实现,其中电阻R3可以用两个R并联.可以通过R5调节增益,增益可以大于1,也可以小于1.最具有优势的是可以在R5上并电容滤波. 图2的电路的优势是匹配电阻少,只要一对匹配电阻就可以了. 图3的优势在于高输入阻抗. 其它几种,有的在D2导通的半周内,通过A2的复合实现A1的负反馈,对有些运放会出现自激. 有的两个半波的输入阻抗不相等,对信号源要求较高. 两个单运放型虽然可以实现整流的目的,但是输入\输出特性都很差.需要输入\输出都加跟随

桥式整流电路的工作原理

桥式整流电路的工作原理 电子系统的正常运行离不开稳定的电源,除了在某些特定场合下采用太阳能电池或化学电池作电源外,多数电路的直流电是由电网的交流电转换来的。这种直流电源的组成以及各处的电压波形如图所示。直流电源的组成 图中各组成部分的功能如下838电子: ⑴电源变压器:将电网交流电压(220V或380V)变换成符合需要的交流电压,此交流电压经过整流后可获得电子设备所需的直流电压。因为大多数电子电路使用的电压都不高,这个变压器是降压变压器新艺图库。 ⑵整流电路:利用具有单向导电性能的整流元件,把方向和大小都变化的50Hz交流电变换为方向不变但大小仍有脉动的直流电。 ⑶滤波电路:利用储能元件电容器C两端的电压(或通过电感器L的电流)不能突变的性质,把电容C(或电感L)与整流电路的负载RL并联(或串联),就可以将整流电路输出中的交流成分大部分加以滤除,从而得到比较平滑的直流电。在小功率整流电路中,经常使用的是电容滤波。 ⑷稳压电路:当电网电压或负载电流发生变化时,滤波电路输出的直流电压的幅值也将随之变化,因此,稳压电路的作用是使整流滤波后的直流电压基本上不随交流电网电压和负载的变化而变化。 利用二极管的单向导电性组成整流电路,可将交流电压变为单向脉动电压。本章为便于分析整流电路,把整流二极管当作理想元件,即认为它的正向导通电阻为零,而反向电阻为无穷大。但在实际应用中,应考虑到二极管有内阻,整流后所得波形,其输出幅度会减少0.6~1V,当整流电路输入电压大时,这部分压降可以忽略。但输入电压小时,例如输入为3V,则输出只有2V 多,需要考虑二极管正向压降的影响。 在小功率直流电源中,常见的几种整流电路有单相半波、全波、桥式和三相整流电路等。 整流(和滤波)电路中既有交流量,又有直流量。对这些量经常采用不同的表述方法:输入(交流)——用有效值或最大值;输出(直流)——用平均值;二极管正向电流——用平均值;二极管反向电压——用最大值。838电子 单相全波桥式整流器电路的工作原理 由图可看出,电路中采用四个二极管,互相接成桥式结构。利用二极管的电流导向作用,在交流输入电压U2的正半周内,二极管D1、D3导通,D2、D4截止,在负载R L上得到上正下负的输出电压;在负半周内,正好相反,D1、D3截止,D2、D4导通,流过负载R L的电流方向与正半周一致。因此,利用变压器的一个副边绕组和四个二极管,使得在交流电源的正、负半周内,整流电路的负载上都有方向不变的脉动直流电压和电流。桥式整流的名称只是说明电路连接方法是桥式的接法,桥式整流二极管:大家常用的一般是由4只单个二极管封装在一起的元件,取名桥式整流二极管,整流桥或全桥二极管。

十个精密整流电路的详细分析

图1是最经典的电路,优点是可以在电阻R5上并联滤波电容.电阻匹配关系为R1=R2,R4=R5=2R3;可以通过更改R5来调节增益 分析: 当Ui>0时,分析各点电压正负关系可知D1截止,D2导通,R1,R2和A1构成了反向比例运算器,增益为-1,R4,R3, R5和A2构成了反向求和电路,通过R4的支路的增益为-1,通过R3支路的增益为-2,等效框图如下: 当Ui>0时,最终放大倍数为1,输入阻抗为R1||R4。 当Ui<0时,分析各点电压的正负关系可知,D1导通,D2截止,A1的作用导致R2左端电压钳位在0V,A2的反馈导致R3右端电压钳位在0V,所以R2、R3支路两端电位相等,无电流通过,R4,R5和A2构成反向 -2 -1 -1

比例运算器,增益为-1,输入阻抗仍为R1||R4。 因此,此电路的输出等于输入的绝对值。 此电路的优点:输入阻抗恒等于R1||R4,输入阻抗低,调节R5可调节此电路的增益大小,在R5上并联电容可实现滤波功能。 此电路适用低频电路,当频率大时,输出电压产生偏移,且输入电压接近0V时,输出电压失真,二极管的选型也非常重要,需选导通压降大些的。输入信号小时,也会影响最终输出。 图2优点是匹配电阻少,只要求R1=R2 图2 四个二极管型 分析: 当Ui>0时,根据各点电压正负情况可知D1,D4导通,D2,D3截止,A1的作用导致R2左端电压钳位在0V,R3上无电流通过,所以无压降,Uo=Ui 当Ui<0时,根据各点电压正负情况可知D1,D4截止,D2、D3导通,A1为反向比例运算器,增益为-R2/R1,A2为电压跟随器,所以输出电压为Uo=-Ui。

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