第三讲单相全波整流电路5

第三讲-单相全波整流电路5页●什么是全波整流电路？●全波整流电路是将交流电的完整周期转换为脉动直流电的整流电路。与仅利用输入交流周期的半波的半波整流电路不一样，全波整流电路利用全周期，全波整流可以克服半波整流电路效率较低的问题。

●全波整流电路构建过程●全波整流电路可以用以下两种方式构建：1、使用一个中心抽头变压器和两个二极管，这被称为中心抽头全波整流电路。中心抽头全波整流滤波电路

2、使用一个标准变压器，四个二极管排列成一个电桥，这个叫做桥式整流电路。桥式全波整流电路

这篇文章只讲第一种方法。

●中心抽头全波整流工作原理●中心抽头全波整流电路包括：中心抽头变压器，两个二极管、阻性负载组成。

中心抽头变压器：就是一个稍稍修改了普通的变压器，它有一根额外的导线连接到次级绕组的确切中心。这种结构将交流电压分成两个相等且相反的电压，即+Ve电压（Va）和-Ve电压（Vb）。总输出电压为：总输出电压图中心抽头全波整流

中心抽头全波整流电路图如下所示。中心抽头全波整流电路图

●中心抽头全波整流电路的工作原理●向输入变压器施加交流电压，在交流电压的正半周期内，端子1为正，中心抽头为0电位，端子2为负电位。这将导致二极管D1中的正向偏置并导致电流流过它。在此期间，二极管D2处于反向偏置状态，将阻止电流通过它。在输入交流电压的负半周期期间，端子2将相对于端子2和中心抽头变为正。这将导致二极管D2中的正向偏置并导致电流流过它。在此期间，二极管D1处于反向偏置状态，将阻止电流通过它。在正周期期间，二极管D1导通，在负周期期间，二极管D2在正周期期间导通。

结果，两个半周期都允许通过。这里的平均输出直流电压几乎是半波整流器直流输出电压的两倍。

●中心抽头全波整流电路波形输出波形●中心抽头全波整流电路波形图●中心抽头全波整流滤波电路●作为中心抽头全波整流器的输出，可以得到一个带有许多纹波的脉动直流电压。但是不能将这种脉动用于实际应用。因此，为了将脉动直流电压转换为纯直流电压，使用如上所示的滤波电路。在这里，在负载上放置一个电容。中心抽头全波整流滤波电路

电容滤波电路的工作是使纹波短路并阻挡直流分量，使其流过另一条路径并在负载上可用。

在正半波期间，二极管D1开始导通，电容未充电。

当施加恰好大于电容器电压的输入交流电压时，它会立即将电容充电至输入电压的最大值。此时，电源电压等于电容电压。当施加的交流电压开始下降并小于电容器时，电容开始缓慢放电，但与电容的充电相比，这速度较慢，并且没有足够的时间完全放电，又开始充电。

因此，电容中大约有一半的电荷被放电。在负循环期间，二极管D2开始导通，上述过程再次发生。这将导致电流以相同的方向流过负载。

●全波整流电路公式●现在将根据前面的理论和上图推导出全波整流电路的各种公式。●全波整流电路的纹波系数(γ)●“纹波”是将交流电压波形转换为直流波形时剩余的不需要的交流分量。

尽管尽最大努力去除所有交流分量，但在输出侧仍有少量残留物会产生直流波形的脉动。这种不受欢迎的交流分量称为“纹波”。

为了量化半波整流器将交流电压转换为直流电压的能力，我们使用所谓的纹波系数（由γ或r表示）。

纹波系数是整流器交流电压（输入侧）与直流电压（输出侧）的RMS值之比。

纹波系数的公式为：全波整流电路的波纹系数公式

其中，Vrms是交流分量的RMS值，Vdc是整流器中的直流分量。

中心抽头全波整流器的纹波系数等于0.48（即γ=0.48）。

注意：要构建一个好的整流电路，需要将纹波因子保持在尽可能小。我们可以使用电容或电感来减少电路中的纹波。

●全波整流电路的效率(η)●整流电路效率(η)是输出直流功率与输入交流功率之比。效率的公式等于：全波整流电路的效率公式

中心抽头全波整流电路的效率等于81.2%（即ηmax

=81.2%）。

●全波整流电路(FF)的外形尺寸●形状因数是RMS值与平均值之间的比率。

形状因数的公式如下：

中心抽头全波整流的形状因数等于1.11（即FF=1.11）。全波整流电路的形状因数公式

●全波整流电路直流输出电压公式●以下公式给出了直流输出电压的平均值：

电压的平均值：全波整流电路直流输出电压公式●全波整流电路的电流有效值●可以使用以下公式计算电流的RMS值：全波整流电路的电流有效值●全波整流电路的峰值因子●以下公式给出了全波整流电路的峰值因数：全波整流电路的峰值因子公式●全波整流电路的整流效率●全波整流电路的整流效率可由下式求得：全波整流电路的整流效率公式

全波整流电路的效率为81.2%。

●全波整流电路的优点●全波整流电路的优点包括：全波整流电路的整流效率是半波整流电路的两倍。半波整流电路的效率为40.6%，而全波整流电路的整流效率为81.2%。全波整流电路的纹波系数很低，因此需要一个简单的滤波器。全波整流电路的纹波系数值为0.482，而半波整流电路的纹波