[size=21.3333px]從最簡(jiǎn)單的二極管作用開(kāi)始解釋起,具體得出整流出直流電壓與具體理論計(jì)算公式。(文本不支持顯示公式,需要的自己下文檔查看) 二極管的應(yīng)用 1. 因?yàn)槎䴓O管的單項(xiàng)導(dǎo)電性,所以應(yīng)用于交流電壓轉(zhuǎn)直流電壓的整流電路中。
圖1-1二極管應(yīng)用于半波整流器 該電路用Multisim仿真軟件仿真測(cè)試的結(jié)果。由電路分析可知,左邊是輸入為220V 50HZ的交流電,左邊由二極管IN4007整流輸出的結(jié)果?芍娮柙诮涣麟娯(fù)半周期是電壓為0V,R1在交流電的正半周期是有電壓的,既然此輸出電壓只能保留在正半周期的輸入,因此它是一種脈沖式的直流電壓源。 因此用電壓表可以測(cè)出輸出電壓的值是經(jīng)過(guò)二極管整流器輸出的平均值。借助數(shù)學(xué)上的含義,交流電為正玄函數(shù),完整曲線包含的面積就是直流電值,由此我們可以求出輸出直流電的平均值V(avg)。 由示波器中可知輸入的峰值電壓我我為311V,輸出的峰值電壓為310.3V,因?yàn)槎䴓O管的導(dǎo)通壓降為0.7V。 由數(shù)學(xué)知識(shí)可知輸出的直流的平均電壓為V(avg)=310.3/3.14=98.82V 總結(jié),理論值和實(shí)際仿真出來(lái)的結(jié)果相差甚小,可以忽略不記。
全橋整流器 全橋整流器是由四個(gè)二極管組成,這樣輸出電壓就可以是單波整流器的兩倍,既在正半周期和負(fù)半周期都有電壓輸出。 分析下圖電路:
在應(yīng)用全橋設(shè)計(jì)電源電路時(shí),我們都先采用變壓器變?yōu)槎谓涣麟娫俳?jīng)過(guò)橋式整流器進(jìn)行調(diào)整。由仿真的示波器中的值可知:輸入電壓的峰值為308.85V、輸出的峰值電壓為12.76V。注輸入為Vin、輸出Vout、直流電的為Vavg 計(jì)算步驟如下(理論計(jì)算):
經(jīng)過(guò)理論與實(shí)際計(jì)算作比較,仿真出來(lái)的結(jié)果與實(shí)際相差不大。
電源濾波器與穩(wěn)壓器 在實(shí)際中我們需要把交流電變?yōu)槠骄彽闹绷麟姸皇墙涣麟?所以需要電容消除全波或者半波整流器整流出來(lái)的電壓進(jìn)行濾波,讓其產(chǎn)生穩(wěn)定的直流。 在橋式電路中加入電容后如下圖所示:
圖片說(shuō)明:上圖無(wú)電容濾波時(shí)的橋式整流波形,下圖是經(jīng)過(guò)50uf的電解電容濾波后的輸出波形。 為此引入一個(gè)連波電壓的概念:因?yàn)槌浞烹娫斐呻娙萜麟妷翰▌?dòng)情況,稱之為連波電壓。 一般來(lái)說(shuō)連波不是我們想要的結(jié)果,連波越小,濾波效果越好。在相同頻率和負(fù)載情況下電容越大濾波效果越好。 連波因子:是濾波器效率的一種指標(biāo)。 Vr(pp)指連波電壓的峰值,Vdc指濾波器輸出直流電壓(平均電壓)部分。 Vp(rect)指未經(jīng)濾波的整流電壓峰值
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