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电磁炉电路工作原理

二极管整流电路工作原理 二极管半波整流电路实际上利用了二极管的单向导电特性。 当输入电压处于交流电压的正半周时,二极管导通,输出电压=-。当输入电压处于交流电压的负半周时,二极管截止,输出电压=。半波整流电路输入和输出电压的波形如图所示。 二极管整流电路工作原理和电路赏析 对于使用直流电源的电动机等率型的电气设备,半波整流输出的脉动电压就足够了。但对于电子电路,这种电压则不能直接作为半导体器件的电源,还必须经过平滑滤波处理。平滑处理电路实际上就是在半波整流的输出端接一个电容,在交流电压正半周时,交流电源在通过二极管向负载提供电源的同时对电容充电,在交流电压负半周时,电容通过负载电阻放电。 二极管整流电路工作原理和电路赏析 通过上述分析可以得到半波整流电路的基本特点如下: 半波整流输出的是一个直流脉动电压。 半波整流电路的交流利用率为%。 电容输出半波整流电路中,二极管承担反向电压为倍交流峰值电压电容输出时电压叠加。 实际电路中,半波整流电路二极管和电容的选择必须满足负载对电流的要求。 当输入电压处于交流电压的正半周时,二极管导通,输出电压=-。当输入电压处于交流电压的负半周时,二极管导通,输出电压=-。 二极管整流电路工作原理和电路赏析 由上述分析可知,二极管全波整流电路输出的仍然是一个方向不变的脉动电压,但脉动频率是半波整流的一倍。 晶体二极管组成的各种整流电路。 二极管整流电路工作原理和电路赏析 下面从图-的波形图上看着二极管是怎样整流的。  图-、是一种最简单的整流电路。它由电源变压器 、整流二极管 和负载电阻 ,组成。变压器把市电电压多为伏变换为所需要的交变电压, 再把交流电变换为脉动直流电。 变压器砍级电压,是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压,它的波形如图-所示。在~时间内,为正半周即变压器上端为正下端为负。此时二极管承受正向电压面导通,通过它加在负载电阻上,在π~π 时间内,为负半周,变压器次级下端为正,上端为负。这时承受反向电压,不导通,,上无电压。在π~π时间内,重复~π 时间的过程,而在π~π时间内,又重复π~π时间的过程…这样反复下去,交流电的负半周就被“削”掉了,只有正半周通过,在上获得了一个单一右向上正下负的电压,如图-所示,达到了整流的目的,但是,负载电压。以及负载电流的大小还随时间而变化,因此,通常称它为脉动直流。 二极管整流电路工作原理和电路赏析 这种除去半周、图下半周的整流方法,叫半波整流。不难看出,半波整说是以“牺牲”一半交流为代价而换取整流的,电流利用率很低计算表明,整流得出的半波电压在整个周期内的平均值,即负载上的直流电压 = 因此常用在高电压、小电流的场合,而在一般无线电装置中很少采用。 二极管整流电路电路赏析 如果把整流电路的结构作一些调整,可以得到一种能充分利用电能的全波整流电路。图- 是全波整流电路的电原理图。 二极管整流电路工作原理和电路赏析 全波整流电路,可以看作是由两个半波整流电路组合成的。变压器次级线圈中间需要引出一个抽头,把次组线圈分成两个对称的绕组,从而引出大小相等但极性相反的两个电压 、 ,构成 、、与 、、 ,两个通电回路。 全波整流电路的工作原理,可用图- 所示的波形图。在~π间内, 对为正向电压,导通,在 上得到上正下负的电压; 对为反向电压, 不导通见图-。在π-π时间内, 对为正向电压,导通,在 上得到的仍然是上正下负的电压; 对为反向电压, 不导通见图-。 二极管整流电路工作原理和电路赏析 如此反复,由于两个整流元件、轮流导电,结果负载电阻 上在正、负两个半周作用期间,都有同一方向的电流通过,如图-所示的那样,因此称为全波整流,全波整流不仅利用了正半周,而且还巧妙地利用了负半周,从而大大地提高了整流效率=,比半波整流时大一倍。 图-所示的全波整滤电路,需要变压器有一个使两端对称的次级中心抽头,这给上带来很多的麻烦。另外,这种电路中,每只整流二极管承受的反向电压,是变压器次级电压值的两倍,因此需用能承受较高电压的二极管。 二极管整流电路工作原理和电路赏析 图- 为桥式整流电路图,图为其简化画法。 桥式整流电路是使用最多的一种整流电路。这种电路,只要增加两只二极管口连接成“桥”式结构,便具有全波整流电路的优点,而同时在一定程度上克服了它的缺点。 桥式整流电路的工作原理如下:为正半周时,对、和方向电压,,导通;对、加反向电压,、截止。电路中构成、、 、通电回路,在 ,上形成上正下负的半波整洗电压,为负半周时,对、加正向电压,、导通;对、加反向电压,、截止。电路中构成、 、通电回路,同样在 上形成上正下负的另外半波的整流电压。 上述工作状态分别如图- 所示。 二极管整流电路工作原理和电路赏析 如此重复下去,结果在 ,上便得到全波整流电压。其波形图和全波整流波形图是一样的。从图-中还不难看出,桥式电路中每只二极管承受的反向电压等于变压器次级电压的值,比全波整洗电路小一半! 整流元件的选择和运用 需要特别指出的是,二极管作为整流元件,要根据不同的整流方式和负载大小加以选择。。如选择不当,则或者不能工作,甚至烧了管子;或者大材小用,造成浪费。表- 所列参数可供选择二极管时参考。 “另外,在高电压或大电流的情况下,如果手头没有承受高电压或整定大电滤的整流元件,可以把二极管串联或并联起来使用。 图- 示出了二极管并联的情况:两只二极管并联、每只分担电路总电流的一半口三只二极管并联,每只分担电路总电流的三分之一。总之,有几只二极管并联,”流经每只二极管的电流就等于总电流的几分之一。但是,在实际并联运用时“,由于各二极管特性不完全一致,不能均分所通过的电流,会使有的管子困负担过重而烧毁。因此需在每只二极管上串联一只阻值相同的小电阻器,使各并联二极管流过的电流接近一致。这种均流电阻一般选用零点几欧至几十欧的电阻器。电流越大,应选得越小。 图-示出了二极管串联的情况。显然在理想条件下,有几只管子串联,每只管子承受的反向电压就应等于总电压的几分之一。但因为每只二极管的反向电阻不尽相同,会造成电压分配不均:内阻大的二极管,有可能由于电压过高而被击穿,并由此引起反应,逐个把二极管击穿。在二极管上并联的电阻,可以使电压分配均匀。均压电阻要取阻值比二极管反向电阻值小的电阻器,各个电阻器的阻值要相等。  向电阻值小的电阻器,各个电阻器的阻值要相等。 二极管整流电路工作原理和电路赏析
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