深度剖析带/不带滤波器的全波整流电路图

将交流电转换为直流电的过程是整流。任何离线电源单元都具有整流块，可将交流墙上插座电源转换为高压直流电源或将降压交流墙上插座电源转换为低压直流电。进一步的过程将是滤波，DC-DC转换等。因此，在本文中，我们将讨论全波整流器的操作。与半波整流器相比，全波整流器具有更高的效率。

全波整流可以通过以下方法完成。

中心抽头全波整流器

桥式整流器（使用四个二极管）

 

如果电路的两个分支由第三个分支连接形成一个环路，则该网络称为桥接电路。在这两种类型中，优选的类型是使用四个二极管的桥式整流电路，因为两个二极管类型需要中心抽头变压器，并且与桥式相比不可靠。二极管桥也可采用单封装。一些例子是DB102，GBJ1504，KBU1001等。

桥式整流器在输出端相同滤波电路的纹波因数降低方面超过了半桥整流器的可靠性。交流电压的性质是正弦的，频率为50/60Hz。波形如下。

全波整流器工作：

现在让我们考虑一个幅度较低的15Vrms（21Vpk-pk）的交流电压，并使用二极管桥将其整流为直流电压。交流电源波形可分为正半周期和负半周期。我们通过DMM（数字万用表）测量的所有电压，电流本质上都是均方根。因此，在下面的绿点模拟中考虑了相同的情况。

在正半周期期间，二极管D2和D3将导通，在负半周期期间，二极管D4和D1将导通。因此，在两个半周期内，二极管都将导通。整流后的输出波形如下。

为了减少波形中的纹波或使波形连续，我们必须在输出中添加一个电容滤波器。电容器与负载并联的工作是为了在输出端保持恒定电压。因此，可以减少输出中的纹波。

使用1uF电容器作为滤波器：

带滤波器的输出为1uF，由于1uF的储能容量较小，因此只能在一定程度上抑制波浪。下面的波形显示了滤波器的结果。

由于纹波仍然存在于输出中，我们将检查具有不同电容值的输出。下面的波形显示了基于电容值（即电荷存储容量）的纹波减少。

输出波形 ： 绿色 – 1uF ;蓝色– 4.7uF ;芥菜绿 – 10uF ;深绿色 – 47uF

使用电容器的操作：

在正半周期和负半周期内，二极管对将处于正向偏置状态，电容充电，负载获得电源。电容器中存储的能量高于电容器在其中提供存储能量的瞬时电压的瞬时电压的间隔。储能容量越大，输出波形中的纹波越小。

纹波系数理论上可以通过以下方式计算：

让我们计算任何电容器值，并将其与上述获得的波形进行比较。

R负荷= 1k欧姆;f= 100Hz;C外= 1uF;我直流= 15mA

因此，纹波因数 = 5 伏

纹波因数差将在较高的电容值下得到补偿。全波整流器的效率在80%以上，是半波整流器的两倍。

实用全波整流器：

桥式整流器中使用的组件是，

220V/15V 交流降压变压器。

1N4007 – 二极管

电阻

电容器

麦克风 RB156

在这里，对于15V的均方根电压，峰值电压将高达21V。因此，要使用的组件的额定电压应为25V及以上。

电路操作：

降压变压器：

降压变压器由绕在叠层铁芯上的初级绕组和次级绕组组成。主轮数将高于次级。每个绕组充当独立的电感器。当初级绕组通过交变电源供电时，绕组被激励并产生磁通。次级绕组经历初级绕组产生的交变磁通，从而将电动势感应到次级绕组中。然后，该感应电动势流过连接的外部电路。绕组的匝数比和电感决定了初级和电动势在次级感应产生的磁量。在下面使用的变压器中

来自墙上插座的 230V AC 电源使用降压变压器降压至 15V ACrms。然后，如下所述，在整流器电路上施加电源。

不带滤波器的全波整流电路：

负载两端的相应电压为12.43V，因为在数字万用表中可以看到不连续波形的平均输出电压。

带滤波器的全波整流电路：

当添加如下电容器滤波器时，

1. 对于 C外= 4.7uF，纹波减小，因此平均电压增加到15.78V

2. 对于 C外= 10uF，纹波减小，因此平均电压增加到17.5V

3. 对于 C外= 47uF，纹波进一步降低，因此平均电压增加到18.92V

4. 对于 C外= 100uF，任何大于此值的电容值都不会产生太大影响，因此在此之后波形被精细平滑，因此纹波很低。平均电压增加到19.01V