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二極管電橋是怎么工作的
  • 發(fā)布時(shí)間:2024-10-21 17:44:16
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二極管電橋是怎么工作的
二極管電橋是用于將交流電 (AC) 轉(zhuǎn)換為直流電 (DC) 的簡(jiǎn)單電路。在本指南中,您將了解它是如何工作的、它的用途以及如何構(gòu)建自己的。
二極管橋電路
整流二極管
二極管橋電路是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的電路,僅由四個(gè)以方形連接的整流二極管組成。二極管只允許電流沿一個(gè)方向流動(dòng)(從陽(yáng)極到陰極),這使得它非常適合從交流電轉(zhuǎn)換為直流電。
二極管橋電路
二極管、內(nèi)部、外部和符號(hào)
您可以在下面看到通過(guò)二極管連接時(shí)交流電壓波形是如何轉(zhuǎn)換的。交流信號(hào)在正值和負(fù)值之間交替。當(dāng)該交流信號(hào)通過(guò)二極管時(shí),只剩下正半周期。
二極管橋電路
半波整流器
上面的電路也稱為半波整流器,在深入研究二極管橋(全波整流器)之前,這是一個(gè)需要掌握的關(guān)鍵概念。
二極管電橋電路
二極管電橋由四個(gè)二極管組成,它們連接成一個(gè)正方形:
二極管橋電路
您可以看到 D1 和 D4 共享同一陰極,而 D2 和 D3 通過(guò)陽(yáng)極連接。這兩點(diǎn)構(gòu)成了輸出。
您還可以看到 D3 的陰極連接到 D1 的陽(yáng)極,D2 的陰極連接到 D4 的陽(yáng)極。這兩點(diǎn)構(gòu)成了輸入。
當(dāng)您將交流輸入施加到該電路時(shí),您將獲得如下所示的整流輸出:
二極管橋電路
二極管電橋交流電
上一節(jié)的半波整流器只使用了正半周期,浪費(fèi)了負(fù)半周期。
作為橋式整流器連接的四個(gè)二極管通過(guò)讓正半周期流動(dòng),同時(shí)將負(fù)半周期轉(zhuǎn)換為正半周期來(lái)解決這個(gè)問題。從而利用整個(gè)交流波形。
工作原理:正半周期內(nèi)的電流
在電源的正半周期內(nèi),二極管 D1 和 D2 可以導(dǎo)通,而二極管 D3 和 D4
則不能導(dǎo)通,因?yàn)樗鼈兪欠聪蚱玫?。通過(guò)這種布置,正半周期為您提供流過(guò)電路的電流,如下所示:
二極管橋電路
二極管電橋正半周期
工作原理:負(fù)半周期內(nèi)的電流
在負(fù)半周期內(nèi),二極管 D3 和 D4 導(dǎo)通,而二極管 D1 和 D2
不導(dǎo)通。盡管電路現(xiàn)在接收到負(fù)半周期,但您可以在下圖中看到電流如何以與以前相同的方向流過(guò)負(fù)載(輸出)。這就是該電路如何將負(fù)半周期變成正周期的方式。
二極管橋電路
二極管電橋正半周期
二極管電橋與中心抽頭電橋整流器
二極管電橋不是唯一的全波整流器,還有另一種稱為“中心抽頭電橋”的通用電路。它允許交流信號(hào)的正半周期流動(dòng),并將負(fù)半周期轉(zhuǎn)換為正信號(hào)。
如下圖所示,中心抽頭整流器僅使用兩個(gè)二極管和一個(gè)中心抽頭變壓器即可實(shí)現(xiàn)全波整流。
二極管橋電路
中心抽頭橋式整流器
與二極管電橋相比,中心抽頭電橋由于其特殊配置而表現(xiàn)出更低的效率、有限的額定電壓、更多的元件數(shù)量、更大的尺寸、更高的成本以及更低的靈活性。
應(yīng)用
二極管電橋最常見的應(yīng)用是直流電源。以下是 5V 直流線性電源電路的示例:
二極管橋電路
5V直流電源
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