单相半波、单相全波和单相桥式整流器

１.单相半波整流滤波器

图1 单相半波整流滤波电路原理图

　　图１所示是单相半波整流滤波电路原理图，图１(a)是电路原理图，图１(b)是整流波形图。由于整流器具有单向通导的特性，所以输入电压U₁经整流器V_D整流后就变成了单向脉动波U_o，而输入的负半周被隔离掉。一般整流器后面都有电容滤波器，如图１(a)中C，将脉动波变成直流波U_c，如图１(b)所示。有些情况下，由于某种原因将电容损坏，而电容上的标称值又看不清楚，就无法贸然更换。在此情况下如何选择C的电容量就成了首要问题。这里可以用一个简单的方法计算出来，即一般要求在放电结束时的那一点上，电容上电压下降不超过５％，根据电容放电公式：

                                      (1)

式中　　U_c——为在放电时间结束时那一点的瞬时电压；

　　　　U_co——放电开始时的电压；

　　　　t——放电时间，在半波整流时为>10ms的值；

　　　 ——放电时间常数，＝C(F)R(Ω)，单位是“s”

　　将式(2-1)改写成：

　　　　　　                                     (2)

　　按照上面的要求，为了便于计算，设放电到10ms时，应当U_c=0.95U_co，代入这些数据后，上式就变为：

　　即　　CR=19.5X10^-3/R (s)，

　　式中　R——是整流滤波电源输出最大容量时的等效负载电阻值，于是电容

　　　　　C=19.5X10^-3/R

　　就可取标称值的电容代替。{{分页}}

２.单相全波整流滤波器

　　单相半波整流一般都用于小功率的情况，所以当功率稍微增大时就必须用全波整流。图２(a)所示是单相全波整流电路原理图，图２(b)是它的整流波形图。由图中可以看出，这是两个单相半波整流器的组合。需指出的是，有时这种整流器前面加了变压器，目的是使次级电压可以根据设计的要求随意变化。

图2 单相全波整流电路原理图

　往往有的情况下将小功率变压器烧坏了，而一般机器内的变压器由于是非标准件，并不给出它的绕线参数，使用户无从下手。遇有这种情况就可以自己动手另外绕制一个变压器来代替。下面就给出一个简单决定匝数的方法。

　　首先看一下变压器初级和次级之间的关系。U₁、I₁是初级电压、电流，N₁是变压器初级匝数；而U₂、I₂是次级电压电流，N₂是变压器次级一半匝数。

　　在一个变压器磁路中，初次级绕组通过同一个安匝数的磁通，即，

              I₁N₁=I₂N₂

或写成　　　　I₁/I₂=N₂/N₁                                         (3)

　　由上式可以看出：变压器初次级间的电流比等于其匝数的反比；又根据能量守衡定律，

              I₁U₁=I₂U₂                                          (4)

得出　　　　　I₁/I₂=U₂/U₁                                         (5)

所以　　　　　U₁/U₂=N₁/N₂                                        (6)

　　因此，变压器初次级间的电流比等于其电压的反比；而变压器初次级间的电压比等于其匝数的比。这样一来，只要知道变压器次级电压U₂就可算出这个变压器了。因为次级电压和整流滤波后直流电压是一个的关系，而直流电压则由随机的UPS电路图上就可查出。至于电流的大小不用考虑，就用原来的铁心，按照算出的匝数，选择适当粗细的漆包线将铁心，按照算出的匝数，选择适当粗细的漆包线将铁心窗口占满即可。{{分页}}

3.单相桥式整流滤波

图3 单相桥式整流电路原理图

　　图３所示是单相桥式整流电路原理图。这个整流器的工作和前二者不同，前二者的电流在每半波只流过一只整流器二极管，而这里每半波的电流却要流过两只整流器二极管。全波整流器虽然只用了两只二极管，而却多用了一组变压器绕组，且要求二极管反向耐压值为输入电压峰值的２倍。单相桥式整流电路虽然多用了两只二极管，而却少用了一组变压器绕组，对二极管反向耐压的要求也低了一半。因此，看起来后两个电路都是输出全波，但由于结构上的不同，各有自己的使用场合，看实际情况而定。

　　不过二者滤波电容容量的计算原则却是一样的，可以根据式(２)来求取。整流滤波器的输出电压都是向交流电压的峰值看齐。