半波整流电路原理详解+参数与计算公式

什么是半波整流电路?

半波整流电路的基本操作非常简单,输入信号通过二极管,由于只能通过一个方向的电流,二极管的整流作用,单个二极管只允许通过一半的波形。

下图说明了半波整流电路的基本原理。

半波整流电路工作图
半波整流电路工作图

当标准交流波形通过半波整流电路时,只剩下一半的交流波形。半波整流电路仅允许交流电压的一个半周期(正半周期或负半周期)通过,并将阻止直流侧的另一个半周期。只需要一个二极管就可以构成一个半波整流电路。本质上,这就是半波整流电路所做的一切。

半波整流电路原理

一个完整的半波整流电路由3个部分组成:变压器、阻性负载、二极管。

半波整流电路
半波整流电路

半波整流电路原理:如何将交流电压转化为直流电压?

先将高交流电压施加到降压变压器的初级侧,在次级绕组处获得将施加到二极管的低电压。

半波整流电路接线图
半波整流电路接线图

在交流电压的正半周期间,二极管将正向偏置,电流流过二极管。在交流在交流电压的负半周期间,二极管将反向偏置,电流将被阻断。次级侧 (DC) 的最终输出电压波形,如上图 所示。

之后专注于电路的次级侧,如果用源电压代替次级变压器线圈,可以将半波整流器的电路图简化为下图。

半波整流电路原理
半波整流电路原理

现在没有电路的变压器分散我们的注意力。对于交流电源电压的正半周期,等效电路有效地变为下图:

等效电路图
等效电路图

因为二极管是正向偏置的,因此允许电流通过。所以我们有一个闭合电路。

但对于交流电源电压的负半周,等效电路变为:

等效电路图
等效电路图

整流二极管现在处于反向偏置模式,所以没有电流能够通过它。因此,现在有一个开路。由于这段时间内电流不能流过负载,输出电压为零。这会发生得非常快——因为交流波形每秒会在正负之间多次振荡(取决于频率)。这是半波整流电路波形在输入侧 (Vin ) 的样子,以及在整流后(即从 AC 到 DC 的转换)在输出侧 (Vout) 的样子:

半波整流电路波形图
半波整流电路波形图

正半波整流前后的电压波形如下图所示。

半波整流电路电压波形图
半波整流电路电压波形图

相反,负半波整流器将只允许负半波通过二极管,并将阻止正半波。正半波整流器和负半波整流器之间的唯一区别是二极管的方向。如在上图中看到的,二极管现在处于相反的方向。因此,二极管现在将仅在交流波形处于其负半周期时才正向偏置。

半波整流电路参数与计算公式

半波整流电路的纹波系数

“纹波”是将交流电压波形转换为直流波形时剩余的不需要的交流分量。尽管我们尽最大努力去除所有交流分量,但在输出侧仍有少量残留物会产生直流波形的脉动。这种不受欢迎的交流分量称为“纹波”。

为了量化半波整流器将交流电压转换为直流电压的能力,我们使用所谓的纹波系数(由 γ 或 r 表示)。纹波系数是整流器交流电压(输入侧)与直流电压(输出侧)的RMS值之比。

二极管的纹波系数的公式为:

图片

整流二极管的波纹系数公式

也可以重新排列为下面的等式:

整流二极管的波纹系数公式
整流二极管的波纹系数公式

半波整流器的纹波系数等于1.21(即γ=1.21)。

请注意,为了构建一个好的整流器,我们一般希望将纹波系数保持在尽可能低的水平。这就是为什么我们使用电容和电感作为滤波器来减少电路中的纹波。

半波整流电路的效率

整流器效率 (η) 是输出直流功率与输入交流功率之比。效率的公式等于:

半波整流电路的效率
半波整流电路的效率

半波整流器的效率等于 40.6%(即 η max = 40.6%)

半波整流电路的有效值

为了得出半波整流器的 RMS 值,我们需要计算负载上的电流。如果瞬时负载电流等于 i L = Imsinωt,则负载电流的平均值 (IDC ) 等于:

图片

半波整流电路的负载电路的有效值

其中Im等于负载上的峰值瞬时电流 (Imax )。因此,负载上获得的输出直流电流 (IDC ) :

输出直流电流 公式
输出直流电流 公式

对于半波整流器,RMS 负载电流 (Irms ) 等于平均电流 (IDC ) 乘以 π/2。因此,半波整流器的负载电流 (Irms ) 的 RMS 值为:

负载电流 (Irms ) 的 RMS公式
负载电流 (Irms ) 的 RMS公式

其中 Im = Imax等于负载上的峰值瞬时电流。

半波整流电路的峰值反向电压

峰值反向电压 (PIV) 是二极管在反向偏置条件下可以承受的最大电压。如果施加的电压超过 PIV,二极管将被破坏。

半波整流整流电路的形状因素

形状因数(FF)是有效值与平均值的比值,如下式所示:

半波整流电路的形状因数(FF)
半波整流电路的形状因数(FF)

半波整流器的形状因子等于 1.57(即 FF=1.57)。

半波整流电路的输出电压

负载电阻上的输出电压 (VDC )表示为:

半波整流电路输出电压计算公式
半波整流电路输出电压计算公式

半波整流电路应用

虽然半波二极管整流电路基本上使用单个二极管,但二极管周围有一些电路差异,具体取决于应用。

电源整流

当用于电源整流时,半波整流电路如果要以任何方式为设备供电,则与变压器一起使用。通常在此应用中,输入交流波形是通过变压器提供的。这用于提供所需的输入电压。

AM解调

一个简单的半波二极管整流器可用于调幅信号的信号解调。整流过程使幅度调制得以恢复。当半波整流电路用于幅度调制检测时,该电路显然需要与收音机中的其他电路接口。

峰值检测

半波二极管电路通常用作简单的电压峰值检测器。通过在输出负载上放置一个电容,电容器将充电至峰值电压。如果 CR 网络、电容器和负载电阻的时间常数比波形周期长得多或足以捕获变化波形的峰值,则电路将保持电压峰值。

 

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/633289.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

自动驾驶概述

自动驾驶技术主要解决的问题 无人驾驶分级 L1:巡航定速(ACC),巡航装置可以纵向控制车辆,可以加速减速 L2:车道保持辅助,系统可以纵向控制也可以横向控制汽车,但车是辅助,人才是主导。 L2.5:可以提供简单路况下的变道能力,比如特斯拉。 L3:L2的基础上提供变道能力,…

PGSQL主键序列

PostgreSQL和 MySQL数据库还是有一定的区别。 下面了解一下 PGSQL的主键序列。 一、主键 1、系统自带主键序列 在 PostgreSQL 中,GENERATED BY DEFAULT 和 GENERATED ALWAYS 是用于定义自动生成的列(Generated Column)的选项。一般可作用…

C#根据 App.config 文件中的配置信息去查找并加载指定目录下的 DLL

C#根据 App.config 文件中的配置信息去查找并加载指定目录下的 DLL System.IO.FileNotFoundException:“未能加载文件或程序集“AliNPOIExcel, Version1.0.0.0, Cultureneutral, PublicKeyTokennull”或它的某一个依赖项。系统找不到指定的文件。” 如何让程序识别不同目录下…

Scrcpy:掌握你的Android设备

Scrcpy:掌握你的Android设备 本文将介绍Scrcpy工具,它是一种强大的安卓设备控制工具,可以实现屏幕镜像、操作控制等功能。我们将探讨Scrcpy的基本原理和工作方式,并介绍如何使用Scrcpy连接和控制安卓设备。此外,我们还…

conda环境下wget: command not found解决方案

1 问题描述 window10的conda环境下,运行程序,报如下错误 sh download_model.sh mkdir: cannot create directory ‘data’: File exists download_model.sh: line 4: wget: command not found download_model.sh: line 5: wget: command not found mkd…

基于Prism框架的WPF前端框架开发《知产代理数字化解决方案》

最近新开发了一套WPF前端界面框架,叫《知产代理数字化解决方案》,采用了时下流行的Prism框架作为整个系统的基础架构,演示了Prism中的IRegionManager区域管理器、IDialogAware对话框、IDialogService对话框服务、IContainerExtension容器等用…

CentOS搭建DNS服务器

服务器规划 DNS服务器IP为:172.16.32.253 需要自定义域名解析 172.16.32.253 dns.zhangsan.com 172.16.32.128 test1.zhangsan.com 172.16.32.129 test2.zhangsan.com 172.16.32.130 www.zhangsan.com 1. 服务器初始化 [rootlocalhost ~]# hostnamectl set-hostnam…

源码:Spring常规Bean创建过程

Bean创建过程: 一、版本 5.3.10二、学习内容 Bean创建过程源码三、Bean生命周期 时间轴地址:点击 四、bean创建过程脑图总结 脑图地址:点击 五、源码过程 说明: bean创建入口一般都是通过getBean(xxx);方法进入的&#xf…

elasticsearch[一]-索引库操作(轻松创建)、文档增删改查、批量写入(效率倍增)

elasticsearch[一]-索引库操作(轻松创建)、文档增删改查、批量写入(效率倍增) 1、初始化 RestClient 在 elasticsearch 提供的 API 中,与 elasticsearch 一切交互都封装在一个名为 RestHighLevelClient 的类中,必须先完成这个对象的初始化,…

python222网站实战(SpringBoot+SpringSecurity+MybatisPlus+thymeleaf+layui)-热门帖子推荐显示实现

锋哥原创的SpringbootLayui python222网站实战: python222网站实战课程视频教程(SpringBootPython爬虫实战) ( 火爆连载更新中... )_哔哩哔哩_bilibilipython222网站实战课程视频教程(SpringBootPython爬虫实战) ( 火…

李沐《动手学深度学习》线性神经网络 softmax回归

系列文章 李沐《动手学深度学习》预备知识 张量操作及数据处理 李沐《动手学深度学习》预备知识 线性代数及微积分 李沐《动手学深度学习》线性神经网络 线性回归 目录 系列文章一、softmax回归(一)问题背景(二)网络架构&#xf…

C# WebApi传参及Postman调试

概述 欢迎来到本文,本篇文章将会探讨C# WebApi中传递参数的方法。在WebApi中,参数传递是一个非常重要的概念,因为它使得我们能够从客户端获取数据,并将数据传递到服务器端进行处理。WebApi是一种使用HTTP协议进行通信的RESTful服…

数据分析案例-图书书籍数据可视化分析(文末送书)

🤵‍♂️ 个人主页:艾派森的个人主页 ✍🏻作者简介:Python学习者 🐋 希望大家多多支持,我们一起进步!😄 如果文章对你有帮助的话, 欢迎评论 💬点赞&#x1f4…

iPhone解锁工具---AnyMP4 iPhone Unlocker 中文

AnyMP4 iPhone Unlocker是一款功能强大的iPhone解锁软件,旨在帮助用户轻松解锁iPhone,从而在电脑上进行数据备份、传输和编辑。该软件支持多种iPhone型号,包括最新的iPhone 14系列,并支持多种解锁模式,如屏幕密码解锁、…

好用的流程图工具

分享工作中常用的装逼工具 目前市面上的流程图或者思维导图工具挺多的,但是有的会限制使用数量或者收费,典型的有processon、Xmind,推荐今天Mermaid(官网)。 快速上手 中文教程:Mermaid 初学者用户指南 | Mermaid 中文网。我们选择…

Android中矩阵Matrix实现平移,旋转,缩放和翻转的用法详细介绍

一,矩阵Matrix的数学原理 矩阵的数学原理涉及到矩阵的运算和变换,是高等代数学中的重要概念。在图形变换中,矩阵起到关键作用,通过矩阵的变换可以改变图形的位置、形状和大小。矩阵的运算是数值分析领域的重要问题,对…

UG阵列-数字递增

在UG中,我们对一个文本进行阵列,可以得到很多个相同文本,但是如果文本中的数据是递增数列,需要用到表达式 先画一根参考线,标注参考线长度,并记录系统生成对应长度的表达式,例如p15 然后插入一个…

Spring WebSocket实现实时通信的详细教程

简介 WebSocket 是基于TCP/IP协议,独立于HTTP协议的通信协议。WebSocket 连接允许客户端和服务器之间的全双工通信,以便任何一方都可以通过已建立的连接将数据推送到另一方。 我们常用的HTTP是客户端通过「请求-响应」的方式与服务器建立通信的&#x…

互联网加竞赛 基于机器视觉的停车位识别检测

简介 你是不是经常在停车场周围转来转去寻找停车位。如果你的车辆能准确地告诉你最近的停车位在哪里,那是不是很爽?事实证明,基于深度学习和OpenCV解决这个问题相对容易,只需获取停车场的实时视频即可。 该项目较为新颖&#xf…

2023 IoTDB Summit:北京城建智控科技股份有限公司高级研发主管刘喆《IoTDB在城市轨道交通综合监控系统中的应用》...

12 月 3 日,2023 IoTDB 用户大会在北京成功举行,收获强烈反响。本次峰会汇集了超 20 位大咖嘉宾带来工业互联网行业、技术、应用方向的精彩议题,多位学术泰斗、企业代表、开发者,深度分享了工业物联网时序数据库 IoTDB 的技术创新…