技术热线: 4007-888-234

什么是半波整流器?有什么工作原理和特点?

更新时间: 2021-12-06
阅读量:5402

整流器是一种将交流电转换为单向电流的电子设备,换句话说,整流器将交流电压转换为直流电压。我们在几乎所有的电子设备中都使用整流器,主要是在电源部分,将主电压转换为直流电压。每个电子设备都只能在直流电源上工作。

整流器按导通周期分类,可分为:

(1)半波整流器。
(2)全波整流器。

一、什么是半波整流器?

半波整流器是一种只对波形的半个周期进行整流的整流器。本文介绍了半波整流电路的工作原理。半整流器由降压变压器、连接在变压器上的二极管和连接在二极管阴极端的负载电阻组成。半波变压器电路图如下图所示:

半波变压器电路图

主电源电压提供给变压器,变压器将增加或降低电压并提供给二极管。在大多数情况下,我们将通过使用降压变压器来降低电源电压,降压变压器的输出也是交流电。这种降低的交流电压提供给与变压器次级绕组串联连接的二极管,二极管是电子元件,只允许正向偏置电流,不允许反向偏置电流。从二极管我们将获得脉动直流电并提供给负载电阻RL。

半波整流器的工作原理:
提供给整流器的输入将具有正循环和负循环。半整流器将只允许正半周而忽略负半周。所以首先我们将看到半波整流器如何在正半周内工作。

正半周期:
在输入交流电源提供给降压变压器的初级绕组的正半周期中,我们将在次级绕组处获得降低的电压,该电压提供给二极管。
二极管将允许电流在正向偏压中以顺时针方向从阳极流向阴极(二极管导通将在正向偏压下发生),这将仅产生交流的正半周期。
二极管将消除电源中的变化并将脉动直流电压提供给负载电阻RL。我们可以在负载电阻处获得脉动直流电。

负半周期:
在负半周,电流将沿逆时针方向流动,二极管将进入反向偏置。在反向偏置下,二极管不会导通,没有电流从阳极流向阴极,我们无法在负载电阻上获得任何功率。
只有少量的反向电流从二极管流出,但该电流几乎可以忽略不计。负载电阻两端的电压也为零。

二、半波整流器的特点


半波整流器有一些特点,它们是:

1.效率:效率定义为输入交流与输出直流之比。

效率:Ƞ = P dc / Pac


输送到负载的直流功率,Pdc = I2dc RL = ( Imax/pi RL


变压器的交流电源输入,Pac=二极管结点的功耗+负载电阻RL的功耗

=I2rms RF + I2rms RL = {I2MAX/4}[RF + RL]


整流效率,Ƞ = Pdc / Pac = {4/ 2}[RL/ (RF + RL)] = 0.406/{1+ RF/RL }


如果RF被忽略,半波整流器的效率为40.6%。

2、纹波系数:定义为输出直流中交流成分的多少。它只不过是输出直流电中的交流噪声量。纹波系数越小,整流器的性能越好。半波整流的纹波系数约为1.21(全波整流约为0.48)。它可以计算如下:

负载电流I的有效值是谐波电流I1、I2、I3、I4和直流电流Idc的均方根值之和。

I2 =I2dc+I21+I22+I24  =  I2dc +I2ac


纹波系数,表示为 γ = I ac / Idc = (I2 – I2dc) /  Idc = {( I rms / Idc2)-1} = Kf2 – 1)


其中 Kf  是输入电压的形状因子。形状因子表示为

Kf = Irms /Iavg = (Imax/2)/ (Imax/pi) = pi/2 = 1.57


所以,纹波系数,γ = (1.572 – 1) = 1.21


3、反向峰值电压: 定义为二极管在反向偏压下所能承受的最大电压。在反向偏置期间,由于二极管不传导二极管两端的总电压降。因此峰值反向电压等于输入电压 Vs。

4.、变压器利用率 (TUF):TUF 定义为输送到负载的直流功率与变压器次级交流额定值的比率。半波整流器约为 0.287,全波整流器约为 0.693。

半波整流器主要用于小功率电路。与其他整流器相比,它的性能非常低。

以上就是英锐恩单片机开发工程师分享的“什么是半波整流器?有什么工作原理和特点?”。英锐恩专注单片机应用方案设计与开发,提供8位单片机、16位单片机、32位单片机。