什么是半波整流器?
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,它将交流电转换为直流电。几乎所有电子设备都使用整流器。它主要用于将电源电压转换为电源部分的直流电压。通过使用直流电压供电的电子设备工作。根据导通周期,整流器分为两类:半波整流器和 全波整流器
与全波整流器相比,HWR是最容易施工的整流器。只需一个二极管,就可以完成设备的构建。
半波整流器由以下组件组成:
交流电源
负载部分的电阻
一个二极管
降压变压器
交流源
该电流源为整个电路提供交流电。该交流电流通常表示为正弦信号。
降压变压器
为了增加或减少交流电压,通常使用变压器。由于这里使用降压变压器,它会降低交流电压,而当使用升压变压器时,它会将交流电压从最低水平提高到高水平。在 HWR 中,主要采用降压变压器,因为二极管所需的电压非常小。当不使用变压器时,大量的交流电压会对二极管造成损坏。而在少数情况下,也可以使用升压变压器。
在降压装置中,次级绕组的匝数少于初级绕组的匝数。因此,降压变压器会降低从初级绕组到次级绕组的电压电平。
二极管
在半波整流器中使用二极管允许电流仅沿一个方向流动,而它会阻止电流沿另一路径流动。
电阻器
这是仅将电流阻止到指定水平的设备。
这就是半波整流器的构造。
半波整流器的工作
在正半周期间,二极管处于正向偏置状态,并将电流传导至 RL(负载电阻)。负载两端产生电压,与正半周期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上,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。
整流电路
单相电路或多相电路属于整流电路。对于家庭应用,使用单相低功率整流器电路,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,它是将交流电转换为直流电的过程。
半波整流
在单相半波整流器中,交流电压的负半部分或正半部分流动,而另一半交流电压被阻断。因此,输出仅接收交流波的一半。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的纹波含量,为了消除谐波,它需要更多的滤波。单相半波整流器
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 / 2
Vdc = Vpeak / ᴨ
在哪里
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。半波整流器使用与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。降压变压器接收输入电压,并将变压器的输出提供给负载电阻器和二极管。
HWR 的操作分两个阶段进行说明:
正半波过程
负半波过程
正半波
当 60 Hz 的频率作为输入交流电压时,降压变压器将其降低到最小电压。因此,在变压器的次级绕组处会产生一个最小电压。次级绕组上的这个电压称为次级电压 (Vs)。最小电压作为输入电压馈送到二极管。
当输入电压到达二极管时,在正半周时,二极管进入正向偏置状态并允许电流通过,而在负半周时,二极管进入负偏置状态并阻碍电流的流动。施加到二极管的输入信号的正侧与施加到 PN 二极管的正向直流电压相同。同样,施加到二极管的输入信号的负侧与施加到 PN 二极管的反向直流电压相同
因此,众所周知,二极管在正向偏置条件下传导电流并在反向偏置条件下阻碍电流流动。同样,在交流电路中,二极管在 +ve 周期期间允许电流流动,并在 -ve 周期时阻止电流流动。来到 +ve HWR,它不会完全阻碍 -ve 半周期,它允许 -ve 半周期的几段或允许最小的负电流。这是当前一代,因为二极管中存在少数电荷载流子。
通过该少数电荷载流子产生的电流非常小,因此可以忽略不计。-ve 半周期的这个最小部分无法在负载部分观察到。在实际二极管中,认为负电流为“0”。
负载部分的电阻器利用二极管产生的直流电流。因此,该电阻器被称为负载电阻器,其中直流电压/电流是通过该电阻器 (R L ) 计算得出的。电输出被认为是利用电流的电路的电气因素。在 HWR 中,电阻器利用二极管产生的电流。因此,该电阻器称为负载电阻器。HWR 中的R L用于限制或限制二极管产生的额外直流电流。
因此,可以得出结论,半波整流器中的输出信号是一个连续的+ ve 半周期,其形式为正弦曲线。
负半波
负半波整流器的操作和结构与正半波整流器几乎相同。这里唯一需要改变的是二极管方向。
当 60 Hz 的频率作为输入交流电压时,降压变压器将其降低到最小电压。因此,在变压器的次级绕组处会产生最小电压。次级绕组上的这个电压称为次级电压 (Vs)。最小电压作为输入电压馈送到二极管。
当输入电压到达二极管时,在负半周时,二极管进入正向偏置状态,允许电流通过,而在正半周时,二极管进入负偏置状态并阻碍电流的流动。施加到二极管的输入信号的负侧与施加到 PN 二极管的正向直流电压相同。同理,加在二极管上的输入信号的正端与加在 PN 二极管上的反向直流电压相同
因此,众所周知,二极管在反向偏置条件下传导电流并在正向偏置条件下阻碍电流流动。同样,在交流电路中,二极管在 -ve 周期期间允许电流流动,并在 +ve 周期时阻止电流流动。来到 -ve HWR,它不会完全阻碍 +ve 半周期,它允许 +ve 半周期的几段或允许最小的正电流。这是当前一代,因为二极管中存在少数电荷载流子。
通过该少数电荷载流子产生的电流非常小,因此可以忽略不计。+ve 半周期的这个最小部分无法在负载部分观察到。在实际的二极管中,认为正电流为“0”。
负载部分的电阻器利用二极管产生的直流电流。因此,该电阻器被称为负载电阻器,其中直流电压/电流是通过该电阻器 (R L ) 计算得出的。电输出被认为是利用电流的电路的电气因素。在 HWR 中,电阻器利用二极管产生的电流。因此,该电阻器称为负载电阻器。HWR 中的R L用于限制或限制二极管产生的额外直流电流。
在理想二极管中,输出部分的 +ve 和 -ve 半周期似乎与 +ve 和 -ve 半周期相似,但在实际情况下,+ve 和 -ve 半周期与输入周期有些不同这可以忽略不计。
因此,可以得出结论,半波整流器的输出信号是一个连续的 -ve 半周期,其形式为正弦曲线。因此,半波整流器的输出是连续的+ve和-ve正弦信号,而不是纯直流信号,是脉动形式的。
半波整流器的工作
这个脉动 DC 值会在短时间内发生变化。
半波整流器的工作
在正半周期间,当上端次级绕组相对于下端为正时,二极管处于正向偏压状态,并导通电流。在正半周期期间,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上。输出电压和输出电流的波形与交流输入电压的波形相同。
在负半周期间,当下端次级绕组相对于上端为正时,二极管处于反向偏置状态,不导通电流。在负半周期期间,负载两端的电压和电流保持为零。反向电流的幅度很小,可以忽略不计。因此,在负半周期期间不提供功率。
一系列正半周期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,为了制作平滑的输出波滤波器,应该跨负载使用。如果输入波是半周期的,则称为半波整流器。
主要有如下方面的作用:
整流作用:将交流电源转变为直流电源,优点是电路简单、节约元件,但只利用了交流电流的一半。
检波作用:将载波传送的信号检出进行利用。
防逆流作用:只允许正向电流(电压)通过,防止逆向通过。
限压作用:小于整流管正向导通电压时,电路截止。
稳压作用:稳压原理这里不作详解。
倍压作用。:多路半波整流组合,可以获得一倍、二倍三倍……多倍的的高直流电压。
更多:略
整流器
把交流电转换成直流电的装置,可用于供电装置及侦测无线电信号等。整流器可以由真空管,引燃管,固态矽半导体二极管,汞弧等制成。
作用
第一,将交流电(AC)变成直流电(DC),经滤波后供给负载,或者供给逆变器;
第二,给蓄电池提供充电电压。因此,它同时又起到一个充电器的作用。
全波整流器
就是对交流电的正、负半周电流都加以利用,输出的脉动电流,是将交流电的负半周也变成正半周,即将50Hz的交流电流,变成100Hz的脉动电流。
半波整流器
就是在交流电的半个周期有电流输出,另半个周期没有电流。50Hz的交流电经半波整流以后,输出的是50Hz的脉动电流。
半波整流器与全波整流器的区别
交流电流动方向是反复交替变化的电流,而直流电是单方向流动,人们就利用二极管单向导电性将电流转换为一个方向的电流,半波整流用一个二极管,所以出来的电流一半有一半没有称半波整流,用在对直流电要求不是很严格的场合。
而用两个二极管,可以实现将交流电所有波型全部转换成单一方向的电流,所以叫全波整流。一般后面还需要加一个滤波电容,去除整流后的杂波即可,极性不能反了。全波整流的电路在通常变压器中常被采用。全波整流波纹度小,半波整流波纹度大;并且全波整流用元件多,半波整流元件少些;
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