桥式整流电路计算公式及输出电压波形图解_桥式整流电路计算公式及输出电压波形图

桥式整流器简介，英文bridge整流器，又称整流桥堆，是利用二极管的单向导电性进行整流的最常用电路，常用于将交流电转换成直流电。

桥式整流器电路图桥式整流器电路如图1所示，图(a)、(b)、(c)是桥式整流器电路的三个不同的图。它由一个电源变压器、四个整流二极管D1 4和一个负载电阻RL组成。四个整流二极管以桥的形式连接，所以称为桥式整流器。

桥式整流电路的计算公式桥式整流器属于全波整流器。在次级侧不使用具有中心抽头的变压器，而是以桥的形式连接四个二极管，使得电流在电压V2的正负半周期中流过负载，并且在负载上形成单向全波脉动电压。

桥式整流电路的主要计算参数：

单相全波整流器电路图

下图所示的全波整流电路由一个副边带中心抽头的变压器和两个二极管组成。从图中可以看出，正负半周都有电流流过负载，提高了整流效率。

全波整流的特点：

输出电压VO高；脉动小；正负半周都有电流供给负载，所以变压器得到充分利用，效率高。主要参数：

桥式整流电路的电感滤波原理

电感滤波电路利用电感两端电流不能突变的特性，将电感与负载串联，达到平滑输出电流的目的。从能量的角度来看，当电源提供的电流增大时(由电源电压升高引起)，电感L储存能量；电流减小时释放能量，使负载电流平滑，电感L有平滑作用。

桥式整流电路电感滤波的优点：整流二极管导通角大，峰值电流小，输出特性平坦。

桥式整流电路电感滤波的缺点：有铁芯，体积庞大，容易造成电磁干扰。一般只适用于低压大电流的场合。

例10.1.1桥式整流器的滤波电路如图所示。已知V1为220V交流电源，频率为50Hz，要求DC电压VL=30V，负载电流IL=50mA。试求电力变压器二次电压v2的有效值，选择整流二极管和滤波电容。

桥式整流电路电容滤波电路

图10.5是单相桥式整流器的电路图和整流滤波电路的部分波形。这里，假设当t为0时，电容器C已经被充电到交流电压V2的最大值(如波形图所示)。

结论1:由于电容的储能作用，输出波形比较平滑，输出电压的平均值由于脉冲分量的减小而增大。

结论二：从图10.6可以看出，滤波电路中二极管的导通角小于180o，导通时间缩短。因此，在较短的导通时间内，有较大的冲击电流流过二极管，所以需要选择容量较大的二极管。

桥式整流电路输出电压的计算对整流电压的输出电压并不陌生。很多人会说，平均输出是全波的0.9倍，半波的0.45倍。但是在设计中我们经常会发现一个事实，比如半波整流后输出电压是0.45倍以上，9V交流整流后可能是11 ~ 12V。之前一直很迷茫。我是不是记得把倍数算错了？看了很多书，公式当然是对的。那到底是怎么回事？

可能我们之前在学校学这个知识的时候太注重整流电路而忽略了脉冲比的概念，所以我们很多人现在对这个简单的知识都不是很清楚。其实这和整流电路后面连接的滤波电容有关。查阅模块电学的知识可以知道，整流后往往要加滤波来稳压，滤波电路会改变整流输出的脉冲比，这与负载有关。因此，最终整流后得到的电压不仅与整流方式有关，还与负载和滤波电容的大小有关。RL*C的值直接影响输出电压。因此，滤波电容的选择不是任意的，而是需要根据负载选择合适的值。滤波电路接入后，平均输出电压约为1.2倍，负载开路时为1.414倍。RC=(3-5)T/2来确定电容选择。其中t表示电网的周期电容滤波电路适用于小负载电流，电感滤波电路适用于大负载电流。(电流大的时候，R小，C难选。)

单相半波整流器电路图

半波整流就是利用二极管的单向导通性，使得变压器出来的电压Vo只需要半个周期就可以到达负载，导致负载电压VL是一个单向脉动的DC电压。

主要参数：

桥式整流电路输出电压波形一、半波整流电路

图5-1、是最简单的整流电路。它由电源变压器B、整流二极管D和负载电阻Rfz组成。变压器将市电电压(多为220伏)转换成所需的交流电压e2，D将交流电转换成脉动直流电。

让我们从图5-2的波形图来看二极管是如何整流的。

变压器降压电压e2是一个正弦波电压，其方向和大小随时间变化，其波形如图5-2(a)所示。在0 ~ k时间内，e2为正半周，即变压器上端为正，下端为负。此时二极管承担直流电压面的导通，e2通过它加到负载电阻Rfz上。 ~ 2时间内，e2为负半个周期，变压器次级下端为正，上端为负。此时D承受反向电压，不导通，Rfz上没有电压。在 ~ 2时间内，重复0 ~ 时间的过程，在3 ~ 4时间内，重复 ~ 2时间的过程.如此反复，交流电的负半周将被“切断”，只有正半周通过Rfz，在Rfz上得到单一的右(上正下负)电压，如图5-2(b)所示。并且负载电流随时间变化，所以通常称为脉动DC。

这种去掉图形的半周和下半周的整流方法称为半波整流。不难看出，半波整流理论是以“牺牲一半交流电”为代价来换取整流效果的，电流利用率很低(计算表明整流得到的半波电压在整个周期内的平均值，即负载上的DC电压Usc=0.45e2)，所以常被用于高压小电流的场合，而在一般无线电设备中很少使用。

二、全波整流电路

如果调整整流电路的结构，可以得到充分利用电能的全波整流电路。图5-3是全波整流电路的电气原理图。

全波整流电路可以看作是两个半波整流电路的组合。需要从变压器二次绕组中间引出一个抽头，将二次绕组分成两个对称的绕组，从而引出两个大小相等但极性相反的电压e2a和e2b，形成e2a，D1、Rfz和e2b，D2、Rfz，两个带电回路。

全波整流电路的工作原理可以用图5-4所示的波形图来说明。在0 ~ 范围内，e2a为直流电压到Dl，D1开启，在Rfz上得到上正电压和下负电压；E2b具有与D2相反的电压，D2不导电(见图5-4(b))。在-2时间内，e2b为D2的直流电压，D2开启，Rfz上的电压仍然为正负

如此反复，由于两个整流元件D1、D2依次导电，结果在正负半周都有同方向的电流通过负载电阻Rfz，如图5-4(b)所示，所以称为全波整流。全波整流不仅使用了正半周，还巧妙地使用了负半周，从而大大提高了整流效率(USC=0

图5-3所示的全波滤波电路需要一个次级中心抽头使两端对称的变压器，这给制造带来了很多麻烦。另外，在这个电路中，每个整流二极管承受的最大反向电压是变压器次级电压的两倍。