单相桥式不控整流电路设计原理解析

1.工作原理

单相桥式不控整流电路简称单相桥式整流电路，由4个整流二极管组成。电阻性负载的单相桥式整流电路如图5-1所示。

图5-1　单项桥式整流电路

当输入交流电源电压的极性为上端正下端负时，整流二极管VD1、VD4导通。这时VD1、VD4上的压降很小，在理想情况下，可视为两根导线。电流从输入电源上端经VD1、R、VD4回到输入电源下端，负载R上得到一个半波整流电压。

当电源电压的极性变为下端正上端负时，整流二极管VD2、VD3导通。电流流过VD2、R、VD3形成回路，负载R上得到与前半周极性相同的又一个半波整流电压。

设整流电路输入电源电压为正弦波交流电压

则电阻性负载时，输出电压瞬时值ud为单方向的正弦波绝对值，ud与ui的绝对值相等，波形图如图5-2所示。

图5-2　电阻性负载的单相桥式整流电路波形图

2.输出直流电压、电流

电阻性负载时，输出直流电压（ud的平均值）为

式中，U为整流桥输入交流电压的有效值。(www.xing528.com)

流过负载的直流电流（id的平均值）为

3.整流元件参数的计算

在单相桥式整流电路中，负载电流是由两组整流二极管（VD1、VD4和VD2、VD3）轮流导通供给的，流过每个整流二极管的平均电流IVD等于负载电流的一半。即

当二极管VD1、VD4导通时，忽略二极管的正向压降，VD2、VD3两只二极管承受的反向电压都等于输入电源电压。当二极管VD2、VD3导通时，VD1、VD4承受的反向电压也是如此。所以，单相桥式整流电路整流二极管承受的最大反向电压URmax等于输入电源电压的振幅值，即

4.应用说明

单相桥式整流电路图还有另外两种画法，如图5-3所示。

图5-3　单相桥式整流电路的另外两种画法

当负载为电感性负载时（整流输出回路中串有大电感），输出电压ud波形与电阻性负载时一样，但输出电流波形相当平滑，因此负载电阻上的电压波形相当平滑。

当负载为电容性负载时（负载电阻R与大电容C并联），只有当输入电压瞬时值大于电容两端电压时一极管才导通，所以输入电流只有在输入电压瞬时值大于电容两端电压时才存在，输入电流变为脉冲状；在电容量C足够大的条件下[C≥（3～5）×0.01/R]，输出电压ud波形平滑，输出直流电压通常可按Ud=1.2U估算。这种电路即单相桥式整流电容滤波电路，仅适用于小功率场合。

输入单相交流电的通信用开关整流器，主回路输入侧的整流电路一般采用无工频变压器单相桥式整流电路，在整流桥后面通常接有源功率因数校正电路，这时整流电路相当于电阻性负载。