橋式整流簡介

　　橋式整流器，英文 BRIDGE RECTIFIERS，也叫做整流橋堆，是利用二極管的單向導通性進行整流的最常用的電路，常用來將交流電轉變為直流電。

　　橋式整流電路圖

　　橋式整流電路如圖1所示，圖（a）、（b）、（c）是橋式整流電路的三種不同畫法。由電源變壓器、四只整流二極管D1~4和負載電阻RL組成。四只整流二極管接成電橋形式，故稱橋式整流。

　　橋式整流電路計算公式

　　橋式整流屬于全波整流，它不是利用 副邊帶有中心抽頭的變壓器，用四個二極管接成電橋形式，使在電壓V2的正負半周均有電流流過負載，在負載形成單方向的全波脈動電壓。

　　橋式整流電路計算主要參數：

　　單相全波整流電路圖

　　利用副邊有中心抽頭的變壓器和兩個二極管構成如下圖所示的全波整流電路。從圖中可見正負半周都有電流流過負載，提高了整流效率。

　　全波整流的特點：

　　輸出電壓VO高；脈動小；正負半周都有電流供給負載，因而變壓器得到充分利用 ，效率較高。 主要參數：

　　橋式整流電路電感濾波原理

　　電感濾波電路利用電感器兩端的電流不能突變的特點，把電感器與負載串聯起來，以達到使輸出電流平滑的目的。從能量的觀點看，當電源提供的電流增大（由電源電壓增加引起）時，電感器L把能量存儲起來；而當電流減小時，又把能量釋放出來，使負載電流平滑，電感L有平波作用。

　　橋式整流電路電感濾波優點：整流二極管的導電角大，峰值電流小，輸出特性較平坦。

　　橋式整流電路電感濾波缺點：存在鐵心，笨重、體積大，易引起電磁干擾，一般只適應于低電壓、大電流的場合。

　　例10.1.1橋式整流器濾波電路如圖所示，已知V1是220V交流電源，頻率為50Hz，要求直流電壓VL=30V，負載電流IL=50mA。試求電源變壓器副邊電壓v2的有效值，選擇整流二極管及濾波電容。

　　橋式整流電路電容濾波電路

　　圖10.5分別是單相橋式整流電路圖和整流濾波電路的部分波形。這里假設t《0時，電容器C已經充電到交流電壓V2的最大值（如波形圖所示）。

　　結論1：由于電容的儲能作用，使得輸出波形比較平滑，脈動成分降低輸出電壓的平均值增大。

　　結論2：從圖10.6可看出，濾波電路中二極管的導電角小于180o ，導電時間縮短。因此，在短暫的導電時間內流過二極管很大的沖擊電流，必須選擇較大容量的二極管。

　　橋式整流電路輸出電壓計算

　　對于整流電壓的輸出電壓大小，大家一定不陌生。很多人會說，輸出平均值全波0.9倍，半波0.45倍的交流有效。但是在設計中，我們常常發現一個事實，例如在半波整流后，輸出電壓得到的不止0.45倍，9V交流整流后可能有11～12V。之前我一直很困惑，是我記錯了計算倍數嗎？翻了很多書籍，公式當然是沒錯的。那到底怎么回事？

　　可能之前我們在學校學這個方面知識點的時候太過注重整流電路，而忽略了脈動比的概念，所以造成我們現在很多人對這一簡單的知識不是很清晰。其實這里是由于整流電路后面接的濾波電容有關的，查閱模電知識我們即可了解到，整流后往往會加濾波穩壓，而濾波電路會改變整流輸出的脈動比，并且和負載有關。因此最終整流后得到的電壓除了跟整流方式有關，還和負載、濾波電容大小有關系。RL*C的數值直接影響輸出電壓的大小。因此濾波電容選擇其實不是隨意的，而是需要根據負載選取合適的值。 接入濾波電路后，輸出電壓平均值近似取值為1.2倍，負載開路取1.414倍。 RC=（3-5）T/2 來確定電容容量選擇。其中T表示電網周期電容濾波電路適用于負載電流較小情況，而電感濾波電路適用于大負載電流。（電流較大時R較小，C較難選擇）

　　單相半波整流電路圖

　　半波整流就是利用 二極管的單向導電性能，使經變壓器出來的電壓Vo只有半個周期可以到達負載，造成負載電壓VL是單方向的脈動直流電壓。

　　主要參數：

　　橋式整流電路輸出電壓波形圖

　　一、半波整流電路

　　圖5-1、是一種最簡單的整流電路。它由電源變壓器B、整流二極管D和負載電阻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直流電。

　　下面從圖5-2的波形圖上看著二極管是怎樣整流的。

　　變壓器砍級電壓e2，是一個方向和大小都隨時間變化的正弦波電壓，它的波形如圖5-2（a）所示。在0～K時間內，e2為正半周即變壓器上端為正下端為負。此時二極管承受正向電壓面導通，e2通過它加在負載電阻Rfz上，在π～2π時間內，e2為負半周，變壓器次級下端為正，上端為負。這時D承受反向電壓，不導通，Rfz，上無電壓。在π～2π時間內，重復0～π時間的過程，而在3π～4π時間內，又重復π～2π時間的過程…這樣反復下去，交流電的負半周就被“削”掉了，只有正半周通過Rfz，在Rfz上獲得了一個單一右向（上正下負）的電壓，如圖5-2（b）所示，達到了整流的目的，但是，負載電壓Usc。以及負載電流的大小還隨時間而變化，因此，通常稱它為脈動直流。

　　這種除去半周、圖下半周的整流方法，叫半波整流。不難看出，半波整說是以“犧牲”一半交流為代價而換取整流效果的，電流利用率很低（計算表明，整流得出的半波電壓在整個周期內的平均值，即負載上的直流電壓Usc=0.45e2）因此常用在高電壓、小電流的場合，而在一般無線電裝置中很少采用。

　　二、全波整流電路

　　如果把整流電路的結構作一些調整，可以得到一種能充分利用電能的全波整流電路。圖5-3是全波整流電路的電原理圖。

　　全波整流電路，可以看作是由兩個半波整流電路組合成的。變壓器次級線圈中間需要引出一個抽頭，把次組線圈分成兩個對稱的繞組，從而引出大小相等但極性相反的兩個電壓e2a、e2b，構成e2a、D1、Rfz與e2b、D2、Rfz，兩個通電回路。

　　全波整流電路的工作原理，可用圖5-4所示的波形圖說明。在0～π間內，e2a對Dl為正向電壓，D1導通，在Rfz上得到上正下負的電壓；e2b對D2為反向電壓，D2不導通（見圖5-4（b）。在π-2π時間內，e2b對D2為正向電壓，D2導通，在Rfz上得到的仍然是上正下負的電壓；e2a對D1為反向電壓，D1不導通（見圖5-4（C）。

　　如此反復，由于兩個整流元件D1、D2輪流導電，結果負載電阻Rfz上在正、負兩個半周作用期間，都有同一方向的電流通過，如圖5-4（b）所示的那樣，因此稱為全波整流，全波整流不僅利用了正半周，而且還巧妙地利用了負半周，從而大大地提高了整流效率（Usc＝0.9e2，比半波整流時大一倍）。

　　圖5-3所示的全波整濾電路，需要變壓器有一個使兩端對稱的次級中心抽頭，這給制作上帶來很多的麻煩。另外，這種電路中，每只整流二極管承受的最大反向電壓，是變壓器次級電壓值得兩倍。