二極管橋式整流電路圖（一）

所謂橋式整流電路，就是用二極管組成一個(gè)整流電橋。

當(dāng)輸入電壓處于交流電壓正半周時(shí)，二極管D1、負(fù)載電阻RL、D3構(gòu)成一個(gè)回路（圖5中虛線所示），輸出電壓Vo=vi-VD1-VD3。輸入電壓處于交流電壓負(fù)半周時(shí)，二極管D2、負(fù)載電阻RL、D4構(gòu)成一個(gè)回路，輸出電壓Vo=vi-VD2-VD4。圖中濾波電容的工作狀態(tài)。

由上述分析可知，二極管橋式整流電路輸出的也是一個(gè)方向不變的脈動電壓，但脈動頻率是半波整流的一倍。與半波整流輸出電壓有效值計(jì)算相類似，可以得到橋式整流輸出電壓有效值Vorsm=0.9Ursm。

通過上述分析，可以得到橋式整流電路的基本特點(diǎn)如下：

（1）橋式整流輸出的是一個(gè)直流脈動電壓。

（2）橋式整流電路的交流利用率為100%。

（3）電容輸出橋式整流電路，二極管承擔(dān)的最大反向電壓為2倍的交流峰值電壓（電容輸出時(shí)電壓疊加）。

（4）橋式整流電路二極管的負(fù)載電流僅為半波整流的一半。

（5）實(shí)際電路中，橋式整流電路中二極管和電容的選擇必須滿足負(fù)載對電流的要求。

二極管橋式整流電路圖（二）

如下圖a、b、c所示是用四個(gè)二極管組成的橋式整流電路。圖中畫出三種常用的畫法。由四個(gè)二極管VD1~VD4組成，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為：VD1、VD2負(fù)極相連，接負(fù)載的正端，VD3、VD4正極相連，接負(fù)載的負(fù)端；VD1正極與VD4負(fù)極相連，V2正極與V3負(fù)極相連，分別接變壓器T二次側(cè)的兩端。RL為負(fù)載。

當(dāng)變壓器二次側(cè)電壓u2=2√U2sinωtu2=2U2sinωt時(shí)，如下圖a所示，在正半周時(shí)，a點(diǎn)電位高于b點(diǎn)電位，二極管VD1、VD3導(dǎo)通，VD2、VD4處于反向偏置二截止。電流由變壓器二次側(cè)a端經(jīng)過VD1到RL再經(jīng)過VD3回到b端，如下圖b所示。這時(shí)負(fù)載RL上得到一個(gè)與u2正半波相同的半波電壓uo和電流io，如下圖c所示。

當(dāng)u2為負(fù)半周時(shí)，a點(diǎn)電位低于b點(diǎn)電位，二極管VD2、VD4導(dǎo)通二VD1、VD3截止，電流由b端經(jīng)過VD2到RL，再由RL經(jīng)VD4回到a端，如上圖d所示。負(fù)載又得到了另一個(gè)與u2正半波相同但相位相差180°的半波電壓uo和電路io，如圖c所示。這樣在正弦電壓的一個(gè)周期內(nèi)，負(fù)載RL上得到兩個(gè)正半周電壓和電流，所以稱為全波整流。整流后得電壓波形稱為單相脈動電壓波形，以其平均值Uo作為等效的直流電壓。

二極管橋式整流電路圖（三）

利用二極管的單向?qū)щ娦钥砂呀涣麟娹D(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，如圖l-68a所示為常用的橋式整流電路。

其整流原理是：正半周時(shí)，A端為正，B端為負(fù)，這時(shí)二極管VD1和VD3承受正向電壓而導(dǎo)通，VD2和VD4承受反向電壓而截止，電流按圖1-68b所示的方向流動；負(fù)半周時(shí)，B端為正，A端為負(fù)，這時(shí)二極管VD2和VD4承受正向電壓而導(dǎo)通，VD1和VD3承受反向電壓而截止，電流按圖1-68c所示的方向流動。這樣在負(fù)載端得到全波脈動直流電壓，如圖1-68d所示，此電壓再經(jīng)電容器C的充電與放電，就可得到較為穩(wěn)定的直流電壓，如圖1-68e所示。圖中變壓器TC起降壓、隔離作用。

二極管橋式整流電路圖（四）

橋式整流電路是使用最多的一種整流電路。這種電路，只要增加兩只二極管口連接成“橋”式結(jié)構(gòu)，便具有全波整流電路的優(yōu)點(diǎn)，而同時(shí)在一定程度上克服了它的缺點(diǎn)。

橋式整流電路的工作原理如下：e2為正半周時(shí)，對D1、D3和方向電壓，Dl，D3導(dǎo)通;對D2、D4加反向電壓，D2、D4截止。電路中構(gòu)成e2、Dl、Rfz、D3通電回路，在Rfz　，上形成上正下負(fù)的半波整洗電壓，e2為負(fù)半周時(shí)，對D2、D4加正向電壓，D2、D4導(dǎo)通;對D1、D3加反向電壓，D1、D3截止。電路中構(gòu)成e2、D2Rfz、D4通電回路，同樣在Rfz上形成上正下負(fù)的另外半波的整流電壓。

上述工作狀態(tài)分別如圖5-6（A）（B）所示。

如此重復(fù)下去，結(jié)果在Rfz，上便得到全波整流電壓。其波形圖和全波整流波形圖是一樣的。從圖5-6中還不難看出，橋式電路中每只二極管承受的反向電壓等于變壓器次級電壓的最大值，比全波整洗電路小一半！

二極管橋式整流電路圖（五）

橋式整流電路的工作原理如下：

輸入電壓u2為正半周時(shí)，對D1、D3加正向電壓，Dl、D3導(dǎo)通;對D2、D4加反向電壓，D2、D4截止。電路中構(gòu)成u2、D1、Rfz、D3通電回路，在Rfz上形成上正下負(fù)的半波整流電壓;

輸入電壓u2為負(fù)半周時(shí)，對D2、D4加正向電壓，D2、D4導(dǎo)通;對D1、D3加反向電壓，D1、D3截止。電路中構(gòu)成u2、D2、Rfz、D4通電回路，同樣在Rfz上形成上正下負(fù)的另外半波的整流電壓。如此重復(fù)下去，結(jié)果在Rfz上便得到全波整流電壓。其波形圖和全波整流波形圖是一樣的。從圖還不難看出，橋式電路中每只二極管承受的反向電壓等于變壓器次級電壓的最大值，比全波整流電路小一半。橋式整流是對二極管半波整流的一種改進(jìn)。

分析1：電源濾波的過程分析：電源濾波是在負(fù)載RL兩端并聯(lián)一只較大容量的電容器。由于電容兩端電壓不能突變，因而負(fù)載兩端的電壓也不會突變，使輸出電壓得以平滑，達(dá)到濾波的目的。

波形形成過程：輸出端接負(fù)載RL時(shí)，當(dāng)電源供電時(shí)，向負(fù)載提供電流的同時(shí)也向電容C充電，充電時(shí)間常數(shù)為τ充=（Ri∥RLC）≈RiC，一般Ri〈〈RL，忽略Ri壓降的影響，電容上電壓將隨u2迅速上升，當(dāng)ωt=ωt1時(shí)，有u2=u0，此后u2低于u0，所有二極管截止，這時(shí)電容C通過RL放電，放電時(shí)間常數(shù)為RLC，放電時(shí)間慢，u0變化平緩。當(dāng)ωt=ωt2時(shí)，u2=u0，ωt2后u2又變化到比u0大，又開始充電過程，u0迅速上升。ωt=ωt3時(shí)有u2=u0，ωt3后，電容通過RL放電。如此反復(fù)，周期性充放電。由于電容C的儲能作用，RL上的電壓波動大大減小了。電容濾波適合于電流變化不大的場合。LC濾波電路適用于電流較大，要求電壓脈動較小的場合。

分析2：計(jì)算濾波電容的容量和耐壓值選擇

電容濾波整流電路輸出電壓Uo在√2U2~0.9U2之間，輸出電壓的平均值取決于放電時(shí)間常數(shù)的大小。

電容容量RLC≧（3~5）T/2其中T為交流電源電壓的周期。實(shí)際中，經(jīng)常進(jìn)一步近似為Uo≈1.2U2整流管的最大反向峰值電壓URM=√2U2，每個(gè)二極管的平均電流是負(fù)載電流的一半。

二極管橋式整流電路圖（六）

晶體二極管橋式整流電路圖

二極管橋式整流電路圖（七）

圖1

橋式整流電路，也可認(rèn)為它是全波整流電路的一種，變壓器繞組按圖1方法接四只二極管。D1～D4為四只相同的整流二極管，接成電橋形式，故稱橋式整流電路。利用二極管的導(dǎo)引作用，使在負(fù)半周時(shí)也能把次級輸出引向負(fù)載。具體接法如圖所示，從圖中可以看到，在正半周時(shí)由D1、D2導(dǎo)引電流自上而下通過RL，負(fù)半周時(shí)由D3、D4導(dǎo)引電流也是自上而下通過RL，從而實(shí)現(xiàn)了全波整流。在這種結(jié)構(gòu)中，若輸出同樣的直流電壓，變壓器次級繞組與全波整流相比則只須一半繞組即可，但若要輸出同樣大小的電流，則繞組的線徑要相應(yīng)加粗。至于脈動，和前面講的全波整流電路完全相同。

由于整流電路的輸出電壓都含有較大的脈動成分。為了盡量壓低脈動成分，另一方面還要盡量保留直流成分，使輸出電壓接近理想的直流，這種措施就是濾波。濾波通常是利用電容或電感的能量存儲作用來實(shí)現(xiàn)的。

在本實(shí)驗(yàn)電路中采用的是電容濾波，即在負(fù)載電阻RL上并聯(lián)一個(gè)濾波電容C，電路如圖2，濾波后的波形如下圖。

二極管橋式整流電路圖（八）

單相整流橋是一款可將單相交流電流，轉(zhuǎn)換成直流電流的元器件產(chǎn)品。一般單向整流電路常見的有單向半波，全波、橋式整流電路。與全波整流電路相比，單相全波橋式整流電路中的電源變壓器只用一個(gè)副邊繞組，即可實(shí)現(xiàn)全波整流的目的。它的電路結(jié)構(gòu)核心其實(shí)是，利用了二極管的單向?qū)ㄌ匦耘c電路中電位差的特性，并采用橋式連接的電路原理衍生而來。

那么單相整流橋電路圖如下圖所示：通常有兩種畫法，一種為標(biāo)準(zhǔn)畫法，一種為簡易畫法。圖中a所示即為標(biāo)準(zhǔn)單相整流橋電路圖畫法，內(nèi)部4個(gè)二極管的極性為D1與D2陰極對接，D4與D3陽極對接，D4/D1與D3/D2兩組分別陰陽極對接，兩兩芯片之間用導(dǎo)線引出，即構(gòu)成一個(gè)橋式電路，需要注意的是4個(gè)二極管的極性不能錯誤放置，否則電路將不能正常工作。圖中b所示即為簡易畫法，這種一般是工程設(shè)計(jì)草圖所用到的簡易標(biāo)識，說明電路里需要一個(gè)整流橋產(chǎn)品。通常我們所說的整流橋電路圖，一般是指圖a所示這樣的標(biāo)準(zhǔn)圖紙。