在電源電路中,橋堆(Bridge Rectifier)是將交流電(AC)轉(zhuǎn)換為直流電(DC)的關(guān)鍵器件。它由四個二極管組成,按特定結(jié)構(gòu)連接成全波整流電路,輸出經(jīng)過濾波后即可得到穩(wěn)定的直流電壓。然而,在現(xiàn)場應(yīng)用中,工程師常會遇到橋堆整流輸出電壓異常、波形畸變或不穩(wěn)定等問題。這類現(xiàn)象不僅影響電源效率,還可能導(dǎo)致后級電路異常甚至損壞。作為 MDD辰達半導(dǎo)體的 FAE,我們需要從器件特性、電路設(shè)計、負載匹配等多個角度分析原因并提出對策。
一、常見異?,F(xiàn)象
在現(xiàn)場測試中,整流輸出可能出現(xiàn)以下幾種情況:
輸出電壓偏低;
電壓波動明顯,紋波大;
波形畸變(缺口、尖峰、抖動);
無輸出或輸出不連續(xù)。
這些現(xiàn)象往往提示橋堆或外圍電路存在問題,需要綜合分析。
二、主要原因分析
1. 輸入電壓異常或接線錯誤
橋堆的兩個交流輸入端標(biāo)識為“~”,若輸入電源接反、接觸不良或電壓偏低,整流后的輸出自然不正常。此外,若誤將直流端(“+”“–”)與交流端混接,也會導(dǎo)致部分二極管無法正常導(dǎo)通。
建議: 使用示波器檢測輸入 AC 波形,確保接線正確且電壓幅度足夠。
2. 橋堆內(nèi)部二極管損壞
若橋堆內(nèi)部某只二極管開路,則半波期間電流無法閉合,輸出波形出現(xiàn)周期性缺口;若短路,則可能導(dǎo)致交流側(cè)直接短路,保險絲熔斷。
建議: 斷電后使用萬用表二極管檔檢測各引腳間導(dǎo)通情況。正常時,正反向電阻差異應(yīng)明顯。
3. 濾波電容選型或老化問題
整流后電壓的平滑度高度依賴濾波電容。若電容容量過小、ESR 過大或老化失效,則紋波電壓增大、波形出現(xiàn)明顯鋸齒。
建議:
增加電容容量(常見經(jīng)驗值為 1000 μF / A 輸出電流);
選擇低 ESR 電解電容或并聯(lián)小容量陶瓷電容改善高頻紋波。
4. 負載過重或變化劇烈
當(dāng)負載電流超過橋堆額定電流或負載瞬態(tài)變化劇烈時,橋堆輸出電壓會明顯下跌,甚至出現(xiàn)周期性波動。
建議: 檢查負載電流是否超限,并考慮在輸出端加入緩沖電容或穩(wěn)壓電路。
5. PCB 布局不合理
如果橋堆到濾波電容、負載的走線過長或過細,會導(dǎo)致電壓降與高頻噪聲增加,整流波形畸變。尤其在高頻或高電流應(yīng)用中,寄生電感、電阻都會影響整流波形。
建議:
將橋堆與濾波電容靠近布置;
增加銅箔寬度、減小回路面積;
在關(guān)鍵節(jié)點處使用地平面屏蔽。
6. 浪涌干擾與電磁噪聲
電網(wǎng)中存在瞬態(tài)浪涌或尖峰電壓時,橋堆在反向阻斷時會受到高壓沖擊,產(chǎn)生波形尖峰或抖動。
建議:
在交流輸入端并聯(lián) RC 吸收電路 或 MOV 壓敏電阻;
對高頻噪聲嚴(yán)重的應(yīng)用,可加共模電感或 EMI 濾波器。
三、案例分析
在某工控電源應(yīng)用中,客戶反饋整流輸出波形存在缺口。經(jīng)現(xiàn)場測試,發(fā)現(xiàn)輸入電源為 220 V,但橋堆交流端接線松動,一只二極管處于間歇性開路狀態(tài)。導(dǎo)致半波導(dǎo)通丟失,輸出呈現(xiàn)周期性斷續(xù)。更換橋堆并重新焊接后,波形恢復(fù)正常,直流輸出穩(wěn)定在預(yù)期值。
四、FAE 設(shè)計建議
橋堆選型留足裕量:
耐壓 ≥ 交流峰值 × 1.5;
電流 ≥ 實際負載電流 × 1.5。
合理布局:
橋堆緊鄰濾波電容,走線短而寬;
輸出地線回路集中布置,減少共地干擾。
熱管理:
若橋堆表面溫度長期超 100℃,應(yīng)加散熱片或?qū)峁柚?br />防護措施:
輸入端并聯(lián) MOV,防止雷擊浪涌;
輸出端適當(dāng)加入 RC 濾波,減小尖峰。

橋堆整流后電壓異?;虿ㄐ位?,看似是器件問題,實則大多源于輸入異常、負載失配、濾波不當(dāng)或布局缺陷。在現(xiàn)場分析時,應(yīng)結(jié)合波形、熱像與電路拓撲綜合判斷,從輸入到輸出逐級排查。只有在設(shè)計階段充分考慮裕量、布局與防護,才能確保橋堆在長期運行中輸出穩(wěn)定、波形純凈,為后級電路提供可靠的直流電源基礎(chǔ)。
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關(guān)于二極管整流橋整流前后波形畸變的問題。
求助!!全橋電壓型逆變器的雙環(huán)PI控制波形畸變的原因
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