二極管在半波整流電路中的應(yīng)用

  二極管半波整流電路實(shí)際上利用了二極管的單向?qū)щ娞匦浴?br />   當(dāng)輸入電壓處于交流電壓的正半周時(shí)，二極管導(dǎo)通，輸出電壓vo=vi-vd。當(dāng)輸入電壓處于交流電壓的負(fù)半周時(shí)，二極管截止，輸出電壓vo=0。半波整流電路輸入和輸出電壓的波形如圖所示。

 
  對(duì)于使用直流電源的電動(dòng)機(jī)等功率型的電氣設(shè)備，半波整流輸出的脈動(dòng)電壓就足夠了。但對(duì)于電子電路，這種電壓則不能直接作為半導(dǎo)體器件的電源，還必須經(jīng)過(guò)平滑(濾波)處理。平滑處理電路實(shí)際上就是在半波整流的輸出端接一個(gè)電容，在交流電壓正半周時(shí)，交流電源在通過(guò)二極管向負(fù)載提供電源的同時(shí)對(duì)電容充電，在交流電壓負(fù)半周時(shí)，電容通過(guò)負(fù)載電阻放電。  
  通過(guò)上述分析可以得到半波整流電路的基本特點(diǎn)如下：
  (1)半波整流輸出的是一個(gè)直流脈動(dòng)電壓。
  (2)半波整流電路的交流利用率為50%。
  (3)電容輸出半波整流電路中，二極管承擔(dān)最大反向電壓為2倍交流峰值電壓(電容輸出時(shí)電壓疊加)。
  (3)實(shí)際電路中，半波整流電路二極管和電容的選擇必須滿足負(fù)載對(duì)電流的要求。
 
  半波整流電路
  圖1、是一種最簡(jiǎn)單的整流電路。它由電源變壓器B、整流二極管D和負(fù)載電阻Rfz，組成。變壓器把市電電壓(多為220伏)變換為所需要的交變電壓e2，D再把交流電變換為脈動(dòng)直流電。  
下面從圖2的波形圖上看著二極管是怎樣整流的。  
  變壓器砍級(jí)電壓e2，是一個(gè)方向和大小都隨時(shí)間變化的正弦波電壓，它的波形如圖5-2(a)所示。在0~K時(shí)間內(nèi)，e2為正半周即變壓器上端為正下端為負(fù)。此時(shí)二極管承受正向電壓面導(dǎo)通，e2通過(guò)它加在負(fù)載電阻Rfz上，在π~2π時(shí)間內(nèi)，e2為負(fù)半周，變壓器次級(jí)下端為正，上端為負(fù)。這時(shí)D承受反向電壓，不導(dǎo)通，Rfz，上無(wú)電壓。在π~2π時(shí)間內(nèi)，重復(fù)0~π時(shí)間的過(guò)程，而在3π~4π時(shí)間內(nèi)，又重復(fù)π~2π時(shí)間的過(guò)程…這樣反復(fù)下去，交流電的負(fù)半周就被“削”掉了，只有正半周通過(guò)Rfz，在Rfz上獲得了一個(gè)單一右向(上正下負(fù))的電壓，如圖5-2(b)所示，達(dá)到了整流的目的，但是，負(fù)載電壓Usc。以及負(fù)載電流的大小還隨時(shí)間而變化，因此，通常稱它為脈動(dòng)直流。
 
  這種除去半周、圖下半周的整流方法，叫半波整流。不難看出，半波整流是以“犧牲”一半交流為代價(jià)而換取整流效果的，電流利用率很低(計(jì)算表明，整流得出的半波電壓在整個(gè)周期內(nèi)的平均值，即負(fù)載上的直流電壓Usc=0.45e2)因此常用在高電壓、小電流的場(chǎng)合，而在一般無(wú)線電裝置中很少采用。



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