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模拟电路--整流杂谈(二)

作者:时间:2017-02-21来源:网络收藏

    

 

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201702/344249.htm

  除了直流电动机这类非常简单粗糙的负载以外,电子设备中的都需要配合电路,整流后的电压电流经后才能够供电子设备使用。

  上图是全波整流电容的典型电路。图中C是滤波电容,ZL代表负载。

  如果我们把示波器接到滤波电容C的两端,我们将看到下面这样的波形。

    

 

  电容C两端的电压是起伏的,这个起伏一般称为纹波。

  如果我们使用双踪示波器,另一通道接到图01中的M点,两通道使用相同的灵敏度,那么两通道电压波形如下:

    

 

  我们看到,绕组A1两端电压(黑色)在峰值附近有一段接近于与纹波(蓝色)上面的一个“鼓包”重合。

  蓝色曲线是电容C两端电压,C两端电压在“鼓包”处上升。电容两端电压上升说明该电容正在被充电。这个充电电流是从哪里来的?显然,是因为绕组A1两端电压瞬时值超过电容两端电压,所以是绕组A1经过整流二极管D1对电容C充电。

  当绕组A1两端电压经过最大点而下降,低于电容C两端电压时,绕组A1当然就不会对电容充电。此阶段电容对负载放电,两端电压逐渐下降。

  从M点电压波形和电容两端电压波形的时间关系,可以想见:M点电压波形谷值(反方向最大值)时电容两端电压波形上的“鼓包”是另一半绕组A2的N点经二极管D2对电容C充电。

  如果我们使用更多踪多示波器,而且可以测量电流,那么变压器二次绕组中点K处多电流波形和绕组电动势以及电容两端电压关系如图04:

    

 

  图中蓝色曲线是电容C两端电压,红色曲线是地线到变压器中点K处的电流。

  为了分析全波整流电容滤波电路的工作,我们在图04中加上注释符号,如图05。

  在图05的分析中,我们假定二极管是理想二极管,正向压降为零。

    

 

  图05中,黑色曲线是两半个二次绕组的电动势(开路电压),不是两半个绕组的端电压。电动势曲线在横轴下面部分没有画出。蓝色曲线是电容C两端电压,红色曲线是两半个绕组中的电流。

  任取半个工频周期,时刻t1之前变压器二次绕组电动势小于电容两端电压,两支二极管中均无电流,负载靠电容放电维持其中的电流。时刻t1开始绕组电动势大于电容两端电压,绕组A2通过二极管D2对电容C充电,红色曲线开始上升。随着二次绕组电动势增加,电流也迅速变大,电容两端电压增加。在t1到t2这段时间内,二次绕组不仅为电容充电,同时也为负载供电。待到二次绕组电动势开始下降时,充电电流迅速变小,直到二次绕组电动势低于电容两端电压时,充电停止,二次绕组中电流为零。时刻t2之后,电容向负载放电以维持负载中电流,电容两端电压降低。

  图中我们看到,t1到t2这段时间内,绕组电动势和电容两端电压稍有差别,黑色曲线略高于蓝色曲线。这是因为绕组总有一定电阻,会降掉一部分电压,而且绕组中电流越大,电压降落越厉害。两曲线之差就是绕组电阻的压降。

  下半个工频周期内,前述过程重复,只不过下半个周期改由绕组A1和二极管D1在时刻t3开始对电容充电,到时刻t4结束。时刻t2到时刻t3这段时间绕组中没有电流,全靠电容对负载放电维持负载中的电流。

  两半个二次绕组A1和A2交替通过二极管对电容充电,然后电容对负载放电,这就是全波整流电容滤波的工作过程。

  我们看到,电容滤波电路中,变压器绕组中电流是断续的,是一个一个比较窄的脉冲。电流不连续,呈脉冲形式,这是电容滤波的特点。



关键词: 滤波 整流电路

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