汽车技术课件：典型的几种整流检波电路

典型的几种整流检波电路,在汽车相关电路中，经常会遇到二极管相关的半波整流，全波整流，桥式整流及检波等电路，他们工作原理是什么？各自有什么不同？本期小编将对以上疑问逐一解答。,前言,二极管电路种类和电路分析方法,前言,整流：把交流电变成直流电的过程。,前言,晶体二极管整流电路,整流原理：二极管的单向导电特性,二极管单相整流电路：把单相交流电变成直流电的电路。,VD1：整流二极管，用于整流，是电路的核心器件。,R1：等效负载电阻，是某个需要直流电压的负载电路。,Ui：半波整流电路的输入电压，是一个正弦交流电压；Uo：半波整流电路的输出电压，是单向脉动直流电压。,In,Out,半波整流电路,半波整流,原理：二极管的单向导电性；交流电压加到整流二极管两端，交流输入电压的正、负半周给整流二极管两端的偏置电压极性不同。导通时输出电压，截止时无法输出电压（将交流输入电压分成正、负两个半周进行导通和截止的分析）。,交流电压正半周期间半波整流电路,In,Out,正半周期,电路分析,半波整流,In负半周期,Out负半周期为零,只有正半周部分,In,Out,半波整流,单相半波整流参数,（4）二极管反向峰值电压VRM,（1）负载电压VLVL=0.45V2,（2）负载电流IL,（3）二极管正向电流IV和负载电流IZ,半波整流,单相半波整流电容滤波电路组成及工作原理图a、b分别为单相半波整流电容滤波电路及波形，它由电容C和负载RL并联组成,半波整流,半波整流电容滤波波形,工作原理:当u2正半周开始时，若u2uC(电容两端电压)，整流二极管V因正向偏置而导通，电容C被充电，由于充电回路电阻很小，因而充电很快，uC和u2变化同步。当t=/2时，u2达到峰值，C两端的电压也近似充至u2值。,半波整流,二极管允许的最大反向电压应大于承受的反向峰值电压；二极管允许的最大整流电流应大于流过二极管的实际工作电流。,解决方案：全波整流,电路缺点：电源利用率低，纹波成分大,单相半波整流选管条件：,半波整流,V1、V2：性能相同的整流二极管；T：电源变压器，产生大小相等而相位相反的v2a和v2b,变压器中心抽头式单相全波整流电路,全波整流,工作原理：,v1正半周时，T次级A点电位高于B点电位，在v2a作用下，V1导通（V2截止），iV1自上而下流过RL；v1负半周时，T次级A点电位低于B点电位，在v2b的作用下，V2导通（V1截止），iV2自上而下流过RL；,在v1一周期内，流过二极管的电流iV1、iV2叠加形成全波脉动直流电流iL，于是RL两端产生全波脉动直流电压vL。故电路称为全波整流电路。,全波整流,缺点：单管承受的反峰压比半波整流高一倍，变压器T需中心抽头,全波整流电路参数,（1）负载电压VL,（2）负载电流IL,（3）二极管的平均电流IV,（4）二极管承受反向峰值电压,全波整流,单相桥式全波整流电路,两种电路画法如图：V1V4为整流二极管，电路为桥式结构,桥式整流,工作原理,v2正半周时，如图（a）所示，A点电位高于B点电位，则V1、V3导通（V2、V4截止），i1自上而下流过负载RL；v2负半周时，如图（b）所示，A点电位低于B点电位，则V2、V4导通（V1、V3截止），i2自上而下流过负载RL；,v2一周期内，两组整流二极管轮流导通产生的单方向电流i1和i2叠加形成了iL。于是负载得到全波脉动直流电压vL。,桥式整流,优点：输出电压高，纹波小较低。,（1）负载电压VL,（2）负载电流IL,（3）二极管的平均电流IV,（4）二极管承受反向峰值电压,桥式全波整流电路参数及波形图,桥式整流,桥式全波整流电容滤波电路,在桥式整流电路中加电容进行滤波，其与半波整流电容滤波电路工作原理相同，不同点是在u2全周期内，电路中总有二极管导通，所以u2对电容C充电两次，电容器向负载放电的时间缩短，输出电压更加平滑，平均电压值也自然升高。桥式全波整流电容滤波电路如图所示：,桥式整流,元件选择电容选择:滤波电容C的大小取决于放电回路的时间常数,RLC愈大,输出电压脉动就愈小,通常取RLC为脉动电压中最低次谐波周期的35倍,即,桥式全波整流电容滤波电路,（桥式、全波）,（半波）,整流二极管的选择：正向平均电流为,（半波）（桥式）,桥式整流,电容滤波的特点电容滤波电路结构简单、输出电压高、脉动小。但在接通电源的瞬间，将产生强大的充电电流，这种电流称为“浪涌电流”;同时，因负载电流太大，电容器放电的速度加快，会使负载电压变得不够平稳，所以电容滤波电路只适用于负载电流较小的场合。,桥式整流,桥式全波整流电感滤波电路,电感线圈L和负载的串联电路，同样具有滤波作用，电路如图所示。整流滤波输出的电压，可以看成由直流分量和交流分量叠加而成。因电感线圈的直流电阻很小，交流电抗很大，故直流分量顺利通过,交流分量将全部降到电感线圈上，这样在负载RL得到比较平滑的直流电压。电感滤波电路的输出电压为,桥式整流,桥式全波整流电感滤波波形,桥式整流,桥式整流电路与半波整流电路相比，优点：电源利用率提高了1倍，同时输出电压波动小，因此桥式整流电路得到了广泛应用。缺点：二极管用得较多，电路连接复杂，容易出错，为了解决这一问题，生产厂家常将整流二极管集成在一起构成桥堆,内部结构及外形如图所示。,桥式整流,桥堆内部结构及外形图(a)半桥堆；(b)全桥堆,桥式整流,调幅收音机天线上接收的信号是调幅信号，信号的中间部分是频率很高的载波信号，它的上下端是调幅信号的包络，其包络就是所需的音频信号。上下包络信号对称，但相位相反，收音机最终只需要上包络信号，下包络及中间的高频信号不需要。,收音机有调频和调幅，调幅信号是调幅收音机中处理和放大的信号。,检波保护,Ui加于VD1的正极，正半周使VD1导通，负半周使VD1截止，在R1上得到正半周信号的包络电压UD。,组成UD信号的三种成分：音频信号、直流成分和高频载波信号。,检波保护,检波保护,UD的三种信号实际处理电路,检波电路中，高频滤波电容C1接在检波电路输出端与地之间，由于检波电路输出端的三种信号频率不同，当电容C1容量选取得很小时，C1对三种信号的作用不同：,对于直流电压，电容的隔直特性使C1开路检波电路输出端的直流电压不能被C1旁路到地；对于音频信号容抗很大，相当于开路音频信号不能被旁路到地；对于高频载波信号C1的容抗很小而呈通路状态，起高频滤波作用检波电路输出的高频载波信号旁路到地。,+V,Ui,VD1,C2,C1,R1,Uo,直流电压值的大小，能够反映检波电路输出幅度的大小，若将该直流电压用来控制中频放大器的增益，称为AGC电路。,R2,R2给VD1加小量的偏置电压,检波保护,检波二极管导通后的三种信号电流回路：高频电容构成高频负载波电流；负载电阻构成直流回路；耦合电容取出交流音频信号。,检波保护,限幅电路电路组成电路中R1是VD1（设为硅管）的限流保护电阻。输入信号Ui是正负两半周幅度相等的一个交流电压，Uo是经过二极管正向限幅后的输出信号电压，其正半周的幅度小于负半周的幅度。,将输入信号分成两个半周，由于二极具有的单向导电性和硅正向管压降为0.6V的特性，在正半周时，加在二极管上的电压使VD1导通，管压降为0.6V，输出电压Uo最大为0.6V；负半周时，二极管截止，输出信号幅度不变。,原理分析,检波保护,利用二极管正向导通后管压降基本不变的特性。,设三只二极管均为参数、型号相同的硅管，则在该直流稳压电路中，输入电压V1与输出电压V2关系:V2=30.6VVR1=V1V2,二极管简易稳压电路,检波保护,电路工作原理