图解整流电路中二极管的工作原理


原标题:图解整流电路中二极管的工作原理
在整流电路中,二极管的工作原理主要基于其单向导电性,即允许电流仅沿一个方向流动。以下通过图解的方式详细解释整流电路中二极管的工作原理:
一、半波整流电路
电路组成:半波整流电路主要由电源变压器、整流二极管和负载电阻组成。
工作原理:
正向偏置:当交流电压处于正半周时(即变压器次级上端为正,下端为负),二极管承受正向电压而导通。此时,交流电压通过二极管加到负载电阻上,形成正向电流。
反向偏置:当交流电压处于负半周时(即变压器次级下端为正,上端为负),二极管承受反向电压而截止。此时,电流无法通过二极管,负载电阻上没有电压。
图解:
输入电压波形为正弦波。
在正半周,二极管导通,电流通过负载电阻,形成脉动直流电的正半部分。
在负半周,二极管截止,负载电阻上没有电流通过,输出为零。
结果:半波整流电路的输出是一个脉动直流电,只保留了输入电压的正半周部分,负半周被削去。这种整流方式的电流利用率较低,只有50%。
二、全波整流电路
电路组成:全波整流电路由两个二极管和两个次级绕组分别带有中心抽头的变压器组成。
工作原理:
正半周:当变压器的一个次级绕组电压为正时,对应的二极管导通,电流通过该二极管和负载电阻;同时,另一个次级绕组电压为负,对应的二极管截止。
负半周:当该次级绕组电压变为负时,该二极管截止;而另一个次级绕组电压变为正,对应的二极管导通,电流继续通过负载电阻。
图解:
输入电压波形为正弦波。
在正半周和负半周,两个二极管交替导通,使得负载电阻上始终有电流通过,且方向不变。
结果:全波整流电路的输出是一个连续的脉动直流电,充分利用了交流电压的正负半周,电流利用率达到100%。但是,该电路需要变压器有中心抽头,制作上较为复杂。
三、桥式整流电路
电路组成:桥式整流电路由四个二极管组成“桥”式结构,输入电压直接加在桥的两个对角线上。
工作原理:
正半周:当输入电压为正时,桥的两个对角线上的二极管(一对)导通,形成通路;另一对二极管截止。
负半周:当输入电压为负时,原本截止的一对二极管导通,而原本导通的一对二极管截止。
图解:
输入电压波形为正弦波。
在正半周和负半周,都有一对二极管导通,使得负载电阻上始终有方向不变的电流通过。
结果:桥式整流电路的输出也是一个连续的脉动直流电,电流利用率同样达到100%。而且,该电路不需要变压器有中心抽头,制作上更为简单,且每只二极管承受的反向电压较低。
综上所述,整流电路中二极管的工作原理主要是基于其单向导电性,通过控制二极管的导通和截止来实现交流电到直流电的转换。不同的整流电路具有不同的优缺点和适用范围。
责任编辑:David
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