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日志

2017-01-29 整流杂谈(四)

已有 710 次阅读2017-1-29 16:19

整流杂谈()

上一次我们谈到波形系数,定义为有效值和平均值之比。一般地说,波形越是窄而高,有效值和平均值之比就越大,换句话说波形系数越大。

在电子设备中,常用图01所示的两种整流电路:全波整流电路和桥式整流电路。

那么当我们设计为电子设备供电的电源时,该采用上面所述的哪一种整流电路呢?

这就要对两种整流电路进行比较,分析各自的利弊了。

 

假定两种整流电路负载相同,需要的供电电压相同,采用的滤波电容C也相同。图02表示了绕组A1A2中电流波形。

对图01上面的全波整流电路,绕组A1A2中电流平均值各是K1点电流平均值的一半,但图02中可见,绕组A1A2各自承担半个周期的电流脉冲,电流脉冲周期就是工频周期,而K1点电流脉冲周期是工频周期的二倍。所以我们知道绕组A1或者A2中电流的波形系数必定比K1点要大,也就是说,绕组A1或者A2中电流的有效值不是K1点电流有效值的一半,一定是比K1点电流有效值的一半更大一些。

而图01下面的桥式整流电路则不然,绕组A中电流平均值等于K2点电流平均值自不必说,图02下面一行波形可以看出:绕组A中电流有效值和K2点电流有效值是相同的。注意有效值并不区分电流方向。

既然同样负载同样电容滤波工作情况下,全波整流绕组中电流有效值比桥式整流绕组电流有效值的一半要大一些,那么如果全波整流绕组导线截面积是桥式整流绕组导线截面积的一半,其发热一定比桥式整流绕组发热大一些。换言之,全波整流变压器损耗(铜损)比桥式整流要大一些。这是全波整流不利之处。

但是我们也必须看到:全波整流在任一时刻只有一支二极管串联于电路中,桥式整流却串联了两支二极管。那么,多出来的那支二极管正向压降也会产生发热。桥式整流在整流元件上的损耗要比全波整流大。

 

现在我们可以在全波整流和桥式整流之间作出选择了。

负载要求较高电压和较小电流时,应该选择桥式整流,因为多一支二极管正向压降对较高的输出电压来说不成问题,选择桥式整流可以减小变压器的铜损。负载要求较低电压和较大电流时,应该选择全波整流,因为此时一支二极管的正向压降已经占较低的输出电压相当大的比例。所以高电压的负载,例如20V以上甚至更高,应该选择桥式整流,低压大电流负载,例如10V以下,应该选择全波整流。

不仅是工频变压器电容滤波整流,现在流行的开关电源整流也是一样,高电压输出时应该选择桥式整流,低电压输出时应该选择全波整流。由于现在的电子设备供电电压越来越低,所以适合于高电压输出的桥式整流电路很难见到,几乎全都是全波整流。为了减少二极管正向压降的损失,甚至不惜采用硬件成本较高的MOS管同步整流电路。

 

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