桥式整流电路的组成与设计基础知识详解

桥式整流电路的基本原理

桥式整流器是利用二极管的单向导通性进行整流的电路，用于来将交流电转变为直流电。

桥式整流电路由四个二极管组成，其排列形成一个“桥”形状，故得名。

这四个二极管的连接方式使得在交流电的每个半周期中，都有两个二极管导通，将交流电转换为脉动的直流电。

其核心在于二极管的单向导电特性，这使得电流只能沿一个方向流动，从而实现整流。

桥式整流电路的符号表达简洁明了，通常以四个二极管的桥接方式示意。

每个二极管的阳极连接到前一个的阴极，形成一个闭环。

在交流电输入时，根据电流方向的变化，电路自动切换导通的二极管，从而输出连续的直流电。

电路图：

工作波形：

桥式整流的作用

1.将交流发电机产生的交流电变为直流电，以实现向用电设备供电和向蓄电池充电；

2.限制蓄电池电流倒流回发电机，保护发电机不被逆电流烧坏。

桥式整流的特点

桥式整流的特点在于克服了全波整流电路要求变压器次级有中心抽头和二极管承受反压大的缺点，但多用了两只二极管。在半导体器件发展快，成本较低的今天，此缺点并不突出，因而桥式整流电路在实际中应用较为广泛。

此外，桥式整流电路的优点还包括输出电压高，纹波电压较小，管子所承受的最大反向电压较低，同时因电源变压器正、负半周内都有电流供给负载，电源变压器得到充分的利用，效率较高。

桥式整流电路的分类

半波整流电路和桥式整流电路是两种常见的整流电路类型。

半波整流电路是最简单的整流电路，它利用二极管的单向导通特性，在输入为标准正弦波的情况下，输出获得正弦波的正半部分，负半部分则损失掉。这种电路只能用在对电源要求不高的简单电路中，实际中很少用到。

桥式整流电路是对二极管半波整流的一种改进，它利用二极管的单向导通性进行整流，常用来将交流电转变为直流电。桥式整流电路只要增加两只二极管口连接成“桥”式结构，便具有全波整流电路的优点，而同时在一定程度上克服了它的缺点。

桥式整流电路的优势与局限

桥式整流电路的优势在于简单、高效，克服了全波整流电路要求变压器次级有中心抽头和二极管承受反压大的缺点。桥式整流电路在半导体器件发展快、成本较低的今天应用较为广泛。

桥式整流电路的优点还包括输出电压高，纹波电压较小，管子所承受的最大反向电压较低，同时因电源变压器正、负半周内都有电流供给负载，电源变压器得到充分的利用，效率较高。

然而，桥式整流电路也存在一些局限性和缺点。例如，与全波整流电路相比，它需要更多的整流器件。此外，桥式整流电路对二极管的选择也十分重要，如果选择不当，可能会影响电路的安全工作。

总体来说，桥式整流电路在许多应用场景中都是非常有效的，但也需要注意其局限性，合理选择和应用。

桥式整流电路的应用实例

1.电源适配器和充电器

在智能手机、笔记本电脑和其他便携式电子设备的充电器中，桥式整流器是关键组件之一。

它负责将家用交流电转换为直流电，再通过稳压电路提供给设备安全的充电电压和电流

这种应用的广泛性使桥式整流器成为日常生活中不可或缺的一部分。

2.工业电源系统

在工业环境中，桥式整流器被用于将交流电网电转换为用于驱动电机、控制器和其他工业设备的直流电。

这些应用要求整流电路具有更高的耐用性和可靠性，以适应工业环境中的高负载和严酷条件。

3.太阳能发电系统

太阳能电池板产生的是变化的直流电，而桥式整流器在这些系统中用于稳定电流和电压，以便于存储或进一步转换。

在某些配置中，桥式整流器与逆变器结合使用，将太阳能电池板产生的直流电转换为可供家庭和工业使用的交流电。