什么是桥式整流器:电路图及其工作原理

整流电路用于将AC（交流电）转换为DC（直流电）。整流器主要分为三种类型，即半波，全波和桥式整流器。所有这些整流器的主要功能与电流的转换相同，但它们没有有效地将电流从AC转换为DC。中心螺纹全波整流器以及桥式整流器有效转换。桥式整流电路是电子电源的公共部分。许多电子电路需要整流直流电源电源用于为各种提供动力电子基本组件从可用的交流电源供应。我们可以在各种各样的电子产品中找到这种整流器家用电器等交流电源设备，电机控制器，调制过程，焊接应用等本文讨论了桥式整流器及其工作的概述。

什么是桥式整流器?

桥式整流器是一种交流(AC)到直流(DC)的变换器，它将市电的交流输入整流到直流输出。桥式整流器广泛应用于为电子元件或设备提供必要直流电压的电源中。它们可以由四个或更多的二极管或任何其他可控固态开关构成。

根据负载电流的要求，选择合适的桥式整流器。在为适当的电子电路应用选择整流电源时，要考虑组件的额定值和规格、击穿电压、温度范围、瞬态电流额定值、正向电流额定值、安装要求和其他考虑因素。

建设

桥式整流器结构如下图所示。该电路可以用四个二极管设计，即D1, D2, D3和D4以及负载电阻(RL)。这些二极管的连接可以在一个闭环模式中完成，以有效地将交流(交流电)转换为直流(直流电)。这种设计的主要优点是没有专用的中心抽头变压器。因此，规模和成本都将降低。

一旦输入信号跨两个端子等A＆B施加然后能够实现跨越的RL O / P DC信号。这里负载电阻器被连接在两个端子等C＆D.两个二极管的排列可以以这样的方式使得电力将通过两个二极管贯穿每半个周期进行制成之间。像D1＆D3二极管的对将在整个正半周期传导电流。类似地，D2及D4二极管将在整个负半周传导电流。

桥式整流电路图

桥式整流器的主要优点是它产生的输出电压几乎是使用中心抽头变压器的全波整流器的两倍。但这个电路不需要一个中心抽头变压器，所以它类似于一个低成本整流器。

桥式整流电路图由不同阶段的器件组成，如变压器、二极管桥、滤波和稳压器。一般来说，所有这些块的组合称为a稳压直流电源为各种电子设备供电。

电路的第一级是一个降压型变压器，它改变输入电压的幅值。大部分的电子项目使用230/12V变压器降压交流市电230V至12V交流电源。

下一阶段是二极管桥式整流器，根据桥式整流器的类型使用四个或更多的二极管。为相应的整流器选择一个特定的二极管或任何其他开关器件需要考虑一些器件，如峰值反电压(PIV)，正向电流If，电压额定值等。它负责通过每半个周期的输入信号传导一组二极管，在负载处产生单向或直流电流。

由于二极管桥式整流器后的输出是脉动的性质，以及用于制造它作为一个纯粹的DC，过滤是必需的。过滤通常与一个或多个执行电容器连接跨越负载，正如你可以在下图中观察到的，其中平滑的波被执行。这个电容的额定值也取决于输出电压。

这一稳压直流电源的最后阶段是一个电压调节器，以保持输出电压到一个恒定水平。假设单片机工作在5V DC，但输出后的桥式整流是16V左右，所以要降低这个电压，并保持一个恒定的水平-无论输入侧的电压变化-一个电压调节器是必要的。

桥式整流器操作

正如我们上面讨论的，一个单相桥式整流器由四个二极管和该配置连接到负载。为了解桥式整流器的工作原理，我们要考虑下面的电路用于演示目的。

在输入交流波形二极管的正半周期内，D1和D2为正向偏置，D3和D4为反向偏置。当电压，大于时二极管的阈值水平D1和D2开始导通——负载电流开始通过它，如下图中红线的路径所示。

在输入交流波形负半周时，二极管D3和D4正向偏置，二极管D1和D2反向偏置。如图所示，当D3和D4二极管开始导电时，负载电流开始流过这些二极管。

我们可以观察到，在这两种情况下，负载电流的方向是相同的，如图所示，从上到下，所以是单向的，也就是直流电。因此，通过使用桥式整流器，输入的交流电被转换成直流电。输出负载与这个桥式波整流器是脉动的本质，但产生纯直流需要一个额外的滤波器，如电容器。相同的操作适用于不同的桥式整流器，但在控制整流器的情况下晶体闸流管触发有必要驱动电流加载。

桥式整流器的类型

基于这些因素，新娘整流器分为几种类型：供应类型，控制能力，新娘电路配置等。桥式整流器主要分为单相和三相整流器。这两种类型都进一步分为不受控制的半控制和完全控制的整流器。下面描述这些类型的整流器中的一些。

单相和三相整流器

电源的性质，即单相或三相电源决定了这些整流器。单相桥式整流器由四个二极管组成，用于将交流转换为直流三相整流器使用六个二极管，如图所示。根据电路元件如二极管、晶闸管等的不同，这些整流器可以是无控制的或可控的。

不可控桥式整流器

如图所示，桥式整流器使用二极管对输入进行整流。由于二极管是单向器件，只允许电流沿一个方向流动。在整流器中使用这种配置的二极管，它不允许功率随负载要求而变化。所以这种类型的整流器被用于恒定的或固定的电源．

控制桥式整流器

在这种整流器中，交流/直流变换器或整流器- 而不是不受控制的二极管，控制SCR，MOSFET，IGBT等等控制的固态设备用于在不同电压下改变输出功率。通过在各种时刻触发这些设备，适当地改变负载处的输出功率。

桥式整流电路

桥式整流器如RB-156 IC引脚的配置如下所述。

Pin-1(相位/线):这是AC输入引脚，可以从AC供应朝向该相位引脚完成相线路的连接。

Pin-2(中性):这是交流输入引脚，零线可以从交流电源连接到这个零线引脚。

Pin-3(正面):这是直流输出引脚，整流器的正直流电压从这个正引脚获得

PIN-4（负/地）：这是直流输出引脚，整流器的接地电压从这个负引脚获得

规范

这种RB-15桥式整流器的子类别范围从RB15到RB158。在这些整流器中，RB156是最常用的。RB-156桥式整流器的规格如下:

• O/p直流电流为1.5A
• 最大峰值反向电压为800V
• 输出电压:(√2×VRMS) - 2伏
• 最大输入电压为560V
• 每个电桥的电压降为1V @ 1A
• 浪涌电流是50A

该RB-156最常使用紧凑，低成本和单相桥式整流器。该IC具有最高的I / P交流电压，如560V，因此它可用于所有国家的1相电源。该整流器的最高直流电流为1.5A。该IC是该项目中的最佳选择，用于转换AC-DC并提供最多1.5A。

桥式整流特性

桥式整流器的特性包括以下内容

• 纹波系数
• 峰值逆电压（PIV）
• 效率

纹波系数

用一个因子来测量输出直流信号的平滑度，称为纹波因子。这里，一个平滑的直流信号可以被认为是包含少量波纹的o/p直流信号，而一个高脉动的直流信号可以被认为是包含高波纹的o/p。数学上，它可以定义为纹波电压与纯直流电压的比值。

对于桥式整流器，纹波因子可表示为

γ=√（VRMS2 / VDC）-1

桥式整流器纹波因子值为0.48

PIV（峰值逆电压）

峰值反向电压(PIV)可以定义为在整个负半周期内，二极管在反向偏置状态下连接时所产生的最高电压值。桥接电路包括D1、D2、D3和D4四个二极管。

在正半周期内，两个二极管等D1＆D3处于导通位置，而两个D2＆D4二极管处于非导通位置。同样地，在负半周期，如D2和D4的二极管处于导通位置，而像D1＆D3二极管处于非导通位置。

效率

整流器的效率主要决定整流器将交流(交流电)转换为直流(直流电)的能力。整流器的效率可定义为;它是直流o/p功率和交流i/p功率的比值。桥式整流器的最大效率为81.2%。

η= DC O / P功率/ AC I / P功率

桥式整流波形

从桥式整流电路图，我们可以得出结论，通过负载电阻的电流是相等的整个正负半周期。o/p直流信号的极性可以是完全正的，也可以是负的。在这种情况下，它是完全积极的。当二极管的方向反向时，可以获得完全负的直流电压。

因此，这个整流器允许电流流过两个周期的积极和消极的i/p交流信号。桥式整流器的输出波形如下图所示。

为什么叫桥式整流器？

与其他整流器相比，这是最有效的整流电路类型。这是一种全波整流器，顾名思义，这种整流器使用四个以桥式连接的二极管。因此这种整流器被称为桥式整流器。

为什么我们在桥式整流中使用4个二极管?

在桥式整流器中，使用四个二极管来设计电路，使其不使用中心抽头变压器就能进行全波整流。该整流器主要用于提供全波整流在大多数应用。

的四个二极管布置可以闭环布置内进行到AC有效地改变到DC。该布置的主要优点是中心抽头变压器的不存在，使得尺寸和成本将降低。

优点

桥式整流器的优点有以下几点。

• 全波整流器的整流效率是半波整流的两倍。
• 在全波整流的情况下，输出电压越高，输出功率越大，变压器利用率越高。
• 对于全波整流器，纹波电压低且频率高，因此需要简单的滤波电路
• 在变压器次级中不需要中心抽头，所以在桥式整流的情况下，所需的变压器更简单。如果不需要电压升压或降压，甚至可以消除变压器。
• 对于给定功率输出，在桥式整流器的情况下，可以使用较小尺寸的电力变压器，因为电源变压器的主要和次级绕组中的电流和次级绕组流动整个交流循环。
• 整流效率是半波整流的两倍
• 它使用简单的滤波器电路，用于高频和低纹波电压
• 与中心抽头整流器相比，TUF较高
• 中心抽头变压器不是必需的

缺点

桥式整流器的缺点如下。

• 它需要四个二极管。
• 使用两个额外的二极管会造成额外的电压降，从而降低输出电压。
• 该整流器需要四个二极管，因此整流器的成本将很高。
• 当需要对小电压进行整流时，这个电路就不合适了，因为两个二极管可以串联在一起，并且由于它们的内阻提供了双重压降。
• 这些电路非常复杂
• 与中心旋转式整流器相比，桥式整流器具有更多的功率损耗。

应用-利用桥式整流器将交流电源转换为直流电源

许多电子应用通常需要受调节的直流电源。最可靠和方便的方式之一是将可用的AC电源电源转换为直流电源。使用整流器，将AC信号转换为直流信号，这是一个二极管系统。它可以是半波整流器，其仅整流AC信号的一半或整向的全波整流器，其整流AC信号的两个周期。全波整流器可以是由两个二极管或由4个二极管组成的二极管或桥式整流器组成的中心螺纹整流器。

这里展示桥式整流器。该布置由4个二极管组成，使得两个相邻二极管的阳极连接以使其对输出的正电源，并且另一个相邻二极管的阴极连接以使负电源给出输出。其他两个相邻二极管的阳极和阴极连接到AC供应的正面，而另外两个相邻二极管的阳极和阴极连接到AC供应的负极。因此，4个二极管以桥接配置布置，使得在每个半周期中的两个替代二极管导通，其产生具有击力的直流电压。

所述电路由桥式整流装置组成，其非稳压直流输出通过限流电阻提供给电解质电容器。电容两端的电压通过电压表监测，并随着电容充电而不断增加，直到达到电压限制。当负载通过电容器连接时，电容器放电以向负载提供必要的输入电流。在这种情况下，连接一盏灯作为负载。

A稳压直流电源

直流稳压电源由以下部件组成:

• 降压变压器，将高压AC转换为低压AC。
• 桥式整流器的AC转换为脉动直流。
• 一种滤波电路，由一个电容组成，用来去除交流波纹。
• 一个稳压器IC 7805得到5v的稳压直流电压。

降压变压器将交流市电的230V转换为12V交流。这种12V交流应用于桥式整流装置，以便备用二极管每半个周期产生由交流波纹组成的脉动直流电压。一个电容连接在输出端，允许交流信号通过它，并阻止直流信号，从而起到高通滤波器的作用。因此，通过电容器的输出是一个无调节的滤波直流信号。这个输出可以用来驱动电器元件像继电器，马达等的调节器IC 7805连接到滤波器输出。它给5V的恒定调节的输出可以用来给输入到许多电子电路和器件如晶体管，微控制器等。这里将5V通过电阻器用于偏置一个LED。

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