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整流橋的工作過程及參數選擇

鉅大LARGE  |  點擊量:2612次  |  2020年03月26日  

一、整流橋的工作過程


從上面可以看出,整流橋中4個二極管在電源的正負半周中交替導通。所以每個二極管的電流是總電流的一半。


二、整流橋的導通時間與選通特性


50Hz交流電壓經過全波整流后變成脈動直流電壓u1,再通過輸入濾波電容得到直流高壓U1。在理想情況下,整流橋的導通角本應為180°(導通范圍是從0°~180°),但由于濾波電容器C的作用,僅在接近交流峰值電壓處的很短時間內,才有輸入電流流經過整流橋對C充電。50Hz交流電的半周期為10ms,整流橋的導通時間tC≈3ms,其導通角僅為54°(導通范圍是36°~90°)。因此,整流橋實際通過的是窄脈沖電流。橋式整流濾波電路的原理如圖1(a)所示,整流濾波電壓及整流電流的波形分別如圖l(b)和(c)所示。


最后總結幾點:


(1)、整流橋的上述特性可等效成對應于輸入電壓頻率的占空比大約為30%。


(2)、整流二極管的一次導通過程,可視為一個“選通脈沖”,其脈沖重復頻率就等于交流電網的頻率(50Hz)。


(3)、為降低開關電源中500kHz以下的傳導噪聲,有時用兩只普通硅整流管(例如1N4007)與兩只快恢復二極管(如FR106)組成整流橋,FRl06的反向恢復時間trr≈250ns。


三、整流橋的參數選擇


整流橋的重要參數有反向峰值電壓URM(V),正向壓降UF(V),平均整流電流Id(A),正向峰值浪涌電流IFSM(A),最大反向漏電流IR。整流橋的反向擊穿電壓URR應滿足下式要求:


輸入電流有效值為IRMS,整流橋額定的有效值電流為IBR,應當使IBR≥2IRMS。計算IRMS的公式如下:


式中,po為開關電源的輸出功率,η為電源效率,umin為交流輸入電壓的最小值,cosφ為開關電源的功率因數,允許cosφ=0.5~0.7。


四、舉例


設計一個7.5V/2A(15W)開關電源,交流輸入電壓范圍是85~265V,要求η=80%。將po=15W、η=80%、umin=85V、cosψ=0.7一并代入(2)式得到,IRMS=0.32A,因為整流橋中每個二極管的電流是總電流的一半,進而求出Id=0.5×IRMS=0.16A。最大電壓為265V,代入公式(1),UBR=1.25*1.414*265=468V。實際選用lA/600V的整流橋,以留出一定余量。(考慮器件的品質等因素,余量必須20%以上)


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