全波整流器原理与应用

全波整流器原理与应用

引用

CSDN

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https://blog.csdn.net/qq_42417071/article/details/144488391

全波整流器在电源整流领域中应用广泛，其性能优于半波整流器。虽然半波整流器在一些低功率应用（如信号和峰值检测器）中有所应用，但全波整流器因其更高的直流输出电压和更少的纹波而在电源整流中占据主导地位。

全波整流器的工作原理

全波整流器通过使用两个二极管和一个中心抽头变压器来实现对正弦波两个半周期的整流。这种结构类似于两个背对背的半波整流器。

在第一个半周期，当A点相对于C点为正时，D1二极管正向偏置，D2二极管反向偏置。此时，只有变压器次级绕组的上半部分有电流通过，产生正向负载电压。

在下一个半周期，源电压极性反转，B点相对于C点为正。此时，D2二极管正向偏置，D1二极管反向偏置。变压器次级绕组的下半部分有电流通过，同样产生正向负载电压。

因此，整流后的负载电流在两个半周期内都存在，从而在负载上获得全波信号。

全波信号的直流电压值

由于全波整流器在两个半周期都有输出，其正周期数是半波信号的两倍，因此直流或平均值也是其两倍。全波信号的直流值约为峰值的63.6%。

V_dc = 2V_p / π ≈ 0.636V_p

例如，如果全波信号的峰值电压为10V，则直流电压为6.36V。

二阶逼近

实际上，由于二极管的势垒电位，输出电压会比理想峰值低约0.7V。

输出频率

全波整流器将每个负半周期反转，使正半周期的数量加倍，因此全波输出的频率是输入频率的两倍。

f_out = 2f_in

例如，如果输入频率为60Hz，则输出频率为120Hz。

滤波处理

全波整流器的输出是脉动直流电压，需要通过滤波处理获得稳定的直流电压。这通常通过在负载电阻两端连接一个平滑电容来实现。

电容在第一个四分之一周期内充电至峰值电压V_p。当输入电压下降时，电容通过负载电阻放电，直到下一个峰值到来时重新充电。

缺点

全波整流器的主要缺点是需要使用中心抽头变压器，这在高功率应用中会导致成本和体积的显著增加。此外，由于中心抽头的存在，只有次级电压的一半用于整流。为了解决这些问题，可以采用全波桥式整流器。