单相整流器

Electrical Engineering
 

Overview

资料来源: Bazzi, 康涅狄格州大学电气工程系, 斯托斯, CT。

直流电源通常被认为是一个设备, 提供直流, 或单向, 电压和电流。电池是一种这样的电源, 但是, 它们在寿命和费用方面是有限的。提供单向电源的另一种方法是使用整流器将交流线路电源转换为直流电源。

整流器是一种将电流传递到一个方向的装置, 并将其阻挡在另一个方向, 使交流电转换为直流。整流器是重要的电子电路, 因为他们只允许在一定的方向电流在一定的阈值前向电压克服。整流器可以是二极管, 硅控制器整流器, 或其他类型的硅的 P-N 路口。二极管有两个端子, 阳极和阴极, 其中电流从阳极流向阴极。整流电路使用一个或多个二极管, 改变交流电压和电流, 这是两极, 对单极电压和电流, 可以很容易地过滤, 以实现直流电压和电流。

Cite this Video

JoVE Science Education Database. 电气工程. 单相整流器. JoVE, Cambridge, MA, (2018).

Principles

二极管整流器是两端半导体器件, 通过电流在一个方向, 并阻止它在另一个方向。电流从阳极传递到阴极, 而不是从阴极到阳极。在阻塞方向 (阴极到阳极) 中通常存在一些泄漏电流, 但它非常低。二极管阻断电流流因此需要将一定的电压水平从阴极到阳极, 所以二极管的额定电流的能力和他们的电压拦截能力。当二极管端子的电压超过该电压阻挡额定值时, 二极管在击穿区域运行, 并通过电流两种方式。二极管通过电流在一个方向的事实导致整流能力, AC 可以转换为 DC。

半波整流器 (图1和图 2) 只将交流输入电压的一半传递给输出, 同时通过提供零输出电压来阻止负的一半。全波整流器 (图3和图 4) 翻转负极的极性, 使之成为正数, 除了通过正半部分。虽然这些整流器的输出不平滑, 但它们是按定义的直流输出, 因为电流只流向一个方向。然而, 这些输出波形通常被过滤, 以平滑产生的输出电压。

本实验的目的是研究不同负载类型的半波和全波单相整流器操作。整流, 随着二极管的关闭特性, 在二极管电流达到零时观察。还研究了利用电解电容对直流输出电压进行滤波的方法。

Procedure

注意: 在这个实验中, 不要在通电时触摸电路的任何部分。交流电源仅接地, 如图1和2所示, 当函数发生器是一个源。不要磨调压器。

1. 交流电源设置

本实验采用两种交流电源;一个可变变压器 (调压器) 在低频60赫兹和功能发生器与 10 V 峰值正弦输出和1赫频率。

  1. 在启动之前, 将差分探头连接到一个作用域通道, 并将一个常规探头连接到另一个通道。
  2. 按如下方式调整探头上的按钮: 20X (或 1/20) 上的差分探头和10X 的常规探头。不要忘记打开差分探头。
  3. 在范围的每个频道的菜单上, 将探头设置为10X。对于差分探针, 手动将任何测量或结果乘以2以达到所需的20X。
  4. 要设置函数发生器, 请确保50Ω输出连接到一个 BNC 到鳄鱼电缆。
    1. 将鳄鱼夹子连接到常规示波器探头, 以观察函数发生器输出。
    2. 将输出设置为10伏峰值和1赫频率的正弦波, 零直流偏移。
    3. 观察函数发生器输出并调整其设置以实现所需的输出波形。
    4. 一旦您的信号设置, 断开 BNC 连接器, 但保持功能发生器上保持其设置。从生成器输出中断开作用域探测器。
  5. 要设置调压器, 请确保调压器输出 (看起来像一个常规的插座) 没有连接到任何电缆。
    1. 保持调压器关闭, 并确保其旋钮设置为零。
    2. 慢慢调整调压器旋钮到5% 输出。这将产生大约10V 峰值电压。

半波整流器

2. 高频输入的电阻负载

  1. 使用函数发生器作为交流电源, 但现在将其与电路断开连接。
  2. 在原始板上, 构建图1所示的电路。二极管 (D) 的额定2A01G 为 50 V 和 2 A, 而负载电阻 (R) 为51Ω。
    1. 确保二极管极性是正确的。二极管上的虚线是在阴极上。
  3. 在将差分探头连接到电路之前, 将探头的端子系在一起, 并在屏幕上调整其测量波形, 以显示零偏移电压。
    1. 将差分电压探头横跨负载电阻器, 以观察输出电压V
    2. 将常规探头连接到交流侧, 以观察的输入电压 V。
    3. 将函数发生器连接到电路。
  4. 调整作用域上的时间基准, 以在中的 v显示vv中的最多四基本循环。制作波形的拷贝。
    1. 放大二极管的关闭区域, 制作波形的拷贝。
  5. 断开函数生成器的连接, 然后卸下差分探头以进行负载修改。保持电路和连接的其余部分。

Figure 1
图 1: 具有电阻负载的半波整流器

3. 高频输入的电阻电感负载

  1. 使用相同的电路在图1中, 连接 4.7 mH 电感器 (L) 在系列与电阻负载如图2所示。
  2. 将差分电压探头横跨负载电阻器, 以观察与 R L 负载电流I输出具有相同波形形状的电阻电压V输出
  3. 打开函数生成器输出。
  4. 调整作用域上的时间基准, 以在中的 v显示vv中的最多四基本循环。制作波形的拷贝。
    1. 放大二极管的关闭区域, 观察关闭时间的延迟。制作波形的拷贝。
    2. 关闭函数发生器输出并断开它与电路的连接。
    3. 卸下电感器L并保留电路的其余部分。

Figure 2
图 2: 具有 R L 负载的半波整流器

4. 低频输入的电阻负载

  1. 确保调压器输出为 5%, 并与电路断开连接。将差分探头连接到调压器上, 打开调压器, 并稍微调整其输出以达到 10 V 峰值。
    1. 捕获示波器上的波形以供参考输入电压观察。
    2. 关闭调压器, 但不要更改其电压设置。
  2. 使用相同的电路从图 1, 即与电感断开和电阻是唯一的负载, 连接调压器输出使用插头香蕉电缆。
  3. 将差分电压探头横跨负载电阻器, 以观察输出电压, V
  4. 打开调压器输出。远离电路, 观察示波器上的波形。如果需要调试电路, 请先关闭调压器.
  5. 调整作用域上的时间基准, 以显示V , 最多可达四基本周期。制作波形的副本。
    1. 放大二极管的关闭区域, 制作波形的拷贝。
  6. 关闭调压器并拆卸电路。不要更改调压器电压设置。

全波整流器

5. 电阻负载

  1. 在原始板上, 构建图3所示的电路。
    1. 确保二极管极性是正确的。二极管上的虚线是在阴极上。
  2. 一旦电路准备就绪, 将调压器输出连接为交流电源。
  3. 将差分电压探头横跨负载电阻器, 以观察输出电压V
  4. 打开调压器输出。远离电路, 观察示波器上的波形。如果需要调试电路, 请先关闭调压器.
  5. 调整作用域上的时间基准, 以显示v , 在中最多可有四基本周期 v。制作波形的拷贝。
    1. 使用游标度量V的峰值峰值值。
  6. 保持探头连接, 然后关闭调压器并拆卸电路。
    1. 不要更改调压器电压设置。

Figure 3
图 3.具有电阻负载的全波整流器.

6. 带滤波电容器的电阻负载

  1. 在图3中使用相同的电路, 将电解电容 (C) 与电阻负载并联, 如图4所示。
    1. 确保电容器极性是正确的 (-) 终端连接到负侧的负载。
  2. 打开调压器输出。远离电路, 观察示波器上的波形。在调试电路之前, 请关闭调压器电源。
  3. 调整作用域上的时间基准, 以显示V , 最多可达四基本的 VIN 周期。制作波形的拷贝。
    1. 通过使用游标和该通道的交流耦合选项 (ac 耦合消除信号的 DC 偏移量) 来测量V的峰值值。
  4. 测量完成后, 将其返回到直流耦合。
  5. 关掉调压器
  6. 拆卸电路并清理工作台。

Figure 4
图 4.具有电阻负载和电容滤波的全波整流器

单相整流器用于将交流电源电压和电流转换为直流电, 如为设备和数字电子设备供电所需。提供给家庭和商业的标准电源是 AC。然而, 大多数数字电子学的设计都是在直流电源上运行。整流器是可用于将交流电转换为兼容的直流电源的设备。整流器只向一个方向传递电流 , 从而将双极流输入转换为单极整流输出。整流电路使用一个或多个二极管只传递正或负交流电源, 产生脉动源, 然后过滤以实现平滑、一致、直流电压和电流。该视频介绍了基本整流器和二极管电路的概念, 论证了几种常见的整流电路, 并对电压输入和负载配置变化的整流电路的电压输出进行了测试。

整流器是电子电路中用于向一个方向传递电流并将其阻挡在另一个方向的装置。只有当超过了阈值正向电压时, 整流器才允许电流通过。二极管整流器有两个端子, 阳极和阴极, 电流从阳极流向阴极, 从阴极到阳极被阻挡。单相半波整流器通过单二极管过电压。在这个电路中, 只有交流输入电压的正半部分通过负载电阻传递给输出。如果二极管反转, 只有负一半的交流输入电压会出现在电阻。交流电循环的负半部分的电压被阻断。只有一个极性, RMS, 或根平均平方, 输出电压降低与双极性输入电压。如图所示, 全波整流器通过四二极管电桥电路的交流输入电压的半循环。翻转负极的极性和产生更高的平均输出电压横跨负载电阻。整流器的结果是单向的, 但在半波整流器中效果更明显的是脉动电流。然而, 整流器的输出通常是通过在串联的电感器加上负载电阻来过滤的。在全波整流器中, 与负载电阻器平行组装的电容器具有相同的用途。该视频演示了半和全波单相整流电路, 具有不同的输出负载, 二极管关断特性, 以及使用不同线路的直流输出电压的滤波。

对于这一整流操作的演示, 采用了两个不同的交流电源, 高频, 一个赫兹输入, 使用10伏峰值正弦输出的函数发生器产生。低频60赫兹输入是由一个调压器提供的。通电时请勿触摸电路的任何部分。当使用函数发生器源, 电路是接地的, 如图所示。不要调压器供应。为了建立高频输出的函数发生器, 将差分探头连接到示波器通道1和10x 探头到第二通道。将缩放系数调整到差分探头上的20x 和10x 探头上的10x。在 "范围" 通道菜单上, 将两个探测器设置为10x。对于差分探头, 手动将测量量乘以 2, 以达到所需的20x 输出。接下来, 连接一个 BNC 到鳄鱼电缆的功能发生器的50欧姆输出, 并连接到10x 范围探头的鳄鱼剪辑。将输出设置为10伏峰值和1000赫兹正弦波形式, 零直流偏移。一旦设置了相应的信号, 断开 bnc 连接器和示波器探头, 但保持功能发生器保持其设置。要为低频输出设置调压器, 请确保输出插座已断开连接, 并且它的旋钮设置为零。接下来, 慢慢调整调压器旋钮到5% 输出达到10伏峰值。

首先, 对具有高频输入电压和电阻负载的半波整流器进行测试。建立电路如图所示, 使用51欧姆负载电阻和二极管额定为50伏特和两安培。二极管极性在阴极端标有破折号符号。在将差分探头连接到电路之前, 将探头的端子连接在一起, 并将波形调整为零偏移电压。然后, 将差分电压探头横跨负载电阻器, 以观察输出电压和10x 探头穿过交流侧, 观察输入电压。接下来, 调整时间基础上的范围, 显示输入和输出电压为四循环的输入电压。在进行任何修改之前, 断开函数发生器的连接并从电路中取出差分探头。接下来, 测试高频输入和电阻电感负载的半波整流器。如图所示, 重新使用电路, 在串联中加入电感器。如前所述, 连接探针到电路和显示输入和输出电压的波形形式。关闭函数发生器, 断开差分探头, 然后从电路中取出电感。最后, 对低频输入和电阻负载的半波整流器进行了测试。将差分探头连接到调压器上, 然后将其打开。调整调压器以获得10伏峰值输出, 然后在不改变电压设置的情况下关闭调压器。如图所示, 将调压器输出附加到电阻电路。然后, 将差分电压探头横跨负载电阻器, 以观察输出电压。打开调压器。请勿触摸调压器电源连接的电路。如前所述, 显示输入和输出电压的波形形式。

首先, 用电阻负载测试全波整流器。建立电路如图所示, 并连接探头和调压器输出到电路。如前所述, 显示输入和输出电压的波形形式, 并测量峰值电压峰值。保持探头连接, 关闭调压器, 并与电阻负载并联一个电解电容。然后观察输入和输出电压。

第一个图显示了四个交流电源电压的循环, 以及从电阻负载耦合到半波整流器的输出。只有输入交流电压的正半循环通过二极管整流器。如果半波整流电路的输入电压为正弦, 则具有电阻负载的单二极管的平均电压输出为输入峰值电压除以 pi。当电感与负载电阻串联时, 二极管关闭区域被延迟。这种电感和电阻的组合是一个低通滤波器。当电感的值足够大时, 输出的振荡分量将被阻塞, 只留下恒定的 DC 分量。对于全桥整流器, 输入正半循环通过电路, 负半周期被纠正为正。添加一个足够大的电容器过滤出大部分的电压波动, 并提供了一个一致的直流电压负载。

二极管整流器是在大多数电源, 充电器, 变频驱动器, 并在许多保护电路。首先, 交流电源适配器用于转换直流供电的机器的电源, 或对设备内包含的直流电池进行充电。该适配器可以是简单的电路组成的变压器, 以降低电压从120伏墙供电, 四二极管桥全波整流, 和一个电容器, 以平滑的直流输出电压。晶闸管是硅控制整流器, 通常用于轻器, 马达速度控制器和电压调节器。根据设计, 晶闸管是用于 p 型和 n 型半导体的交替层, 用于在 p 类型端创建阳极, 在 n 型端的阴极, 以及与阴极旁边的 p 型层相连接的栅极跃迁。在闭锁阈值以上, 电流脉冲进入栅极开关晶闸管从关闭到打开, 使电流从阳极流向阴极。这种整流电流在一个方向和调节输出功率与一个集成的开关机制。

你刚才看了朱庇特介绍单相整流器。您现在应该了解单相整流器是如何工作的, 普通整流电路及其输出, 以及一些常见的整流器应用。谢谢收看

Results

预计电阻负载耦合到半波整流将只看到输入交流电压的正半周期, 因为二极管整流器可以通过电流在一个方向。在全桥整流下, 输入正负半循环是正的, 但加一个电容器会过滤掉大部分的电压波动, 并为负载提供一个干净的直流电压。

当电感器随负载增加串联时, 预计二极管关闭将会延迟。这可以解释如下: 二极管关闭在两个条件下 (需要共存) 1) 在二极管的电流必须去到零, 和 2) 的电压横跨二极管 (阳极-到阴极电压) 是低于轮-在阈值。当感应器与负载串联时, 它储存能量, 当源不可用时, 或在二极管的阳极一侧呈负值时, 它将充当电流源。因此, 电感电流将保持二极管向前偏置, 直到电感能量消散。在 =v0cos (ωt) 中, 控制基本整流电路与输入V关键方程式:

单二极管和电阻负载: < v> =v0/π (1)

二极管桥和电阻负载: <v> = 2v0/π (2)

二极管桥, 当前源负载: < v> = 2v0/π (3)

Applications and Summary

二极管整流器几乎在每一个电源, 充电器, 变频驱动器, 并在许多保护电路。大多数直流电源或可调交流电源使用二极管整流器转换 ac 到 DC, 然后到可调 ac 电源和变频驱动器, 如果需要。在电力电子转换器的应用是常见的电压阻断, 并为自由能源的电感, 机电继电器, 和电机绕组。二极管应用扩展到电力电子应用领域, 以低功耗电子、通信系统和照明应用。

注意: 在这个实验中, 不要在通电时触摸电路的任何部分。交流电源仅接地, 如图1和2所示, 当函数发生器是一个源。不要磨调压器。

1. 交流电源设置

本实验采用两种交流电源;一个可变变压器 (调压器) 在低频60赫兹和功能发生器与 10 V 峰值正弦输出和1赫频率。

  1. 在启动之前, 将差分探头连接到一个作用域通道, 并将一个常规探头连接到另一个通道。
  2. 按如下方式调整探头上的按钮: 20X (或 1/20) 上的差分探头和10X 的常规探头。不要忘记打开差分探头。
  3. 在范围的每个频道的菜单上, 将探头设置为10X。对于差分探针, 手动将任何测量或结果乘以2以达到所需的20X。
  4. 要设置函数发生器, 请确保50Ω输出连接到一个 BNC 到鳄鱼电缆。
    1. 将鳄鱼夹子连接到常规示波器探头, 以观察函数发生器输出。
    2. 将输出设置为10伏峰值和1赫频率的正弦波, 零直流偏移。
    3. 观察函数发生器输出并调整其设置以实现所需的输出波形。
    4. 一旦您的信号设置, 断开 BNC 连接器, 但保持功能发生器上保持其设置。从生成器输出中断开作用域探测器。
  5. 要设置调压器, 请确保调压器输出 (看起来像一个常规的插座) 没有连接到任何电缆。
    1. 保持调压器关闭, 并确保其旋钮设置为零。
    2. 慢慢调整调压器旋钮到5% 输出。这将产生大约10V 峰值电压。

半波整流器

2. 高频输入的电阻负载

  1. 使用函数发生器作为交流电源, 但现在将其与电路断开连接。
  2. 在原始板上, 构建图1所示的电路。二极管 (D) 的额定2A01G 为 50 V 和 2 A, 而负载电阻 (R) 为51Ω。
    1. 确保二极管极性是正确的。二极管上的虚线是在阴极上。
  3. 在将差分探头连接到电路之前, 将探头的端子系在一起, 并在屏幕上调整其测量波形, 以显示零偏移电压。
    1. 将差分电压探头横跨负载电阻器, 以观察输出电压V
    2. 将常规探头连接到交流侧, 以观察的输入电压 V。
    3. 将函数发生器连接到电路。
  4. 调整作用域上的时间基准, 以在中的 v显示vv中的最多四基本循环。制作波形的拷贝。
    1. 放大二极管的关闭区域, 制作波形的拷贝。
  5. 断开函数生成器的连接, 然后卸下差分探头以进行负载修改。保持电路和连接的其余部分。

Figure 1
图 1: 具有电阻负载的半波整流器

3. 高频输入的电阻电感负载

  1. 使用相同的电路在图1中, 连接 4.7 mH 电感器 (L) 在系列与电阻负载如图2所示。
  2. 将差分电压探头横跨负载电阻器, 以观察与 R L 负载电流I输出具有相同波形形状的电阻电压V输出
  3. 打开函数生成器输出。
  4. 调整作用域上的时间基准, 以在中的 v显示vv中的最多四基本循环。制作波形的拷贝。
    1. 放大二极管的关闭区域, 观察关闭时间的延迟。制作波形的拷贝。
    2. 关闭函数发生器输出并断开它与电路的连接。
    3. 卸下电感器L并保留电路的其余部分。

Figure 2
图 2: 具有 R L 负载的半波整流器

4. 低频输入的电阻负载

  1. 确保调压器输出为 5%, 并与电路断开连接。将差分探头连接到调压器上, 打开调压器, 并稍微调整其输出以达到 10 V 峰值。
    1. 捕获示波器上的波形以供参考输入电压观察。
    2. 关闭调压器, 但不要更改其电压设置。
  2. 使用相同的电路从图 1, 即与电感断开和电阻是唯一的负载, 连接调压器输出使用插头香蕉电缆。
  3. 将差分电压探头横跨负载电阻器, 以观察输出电压, V
  4. 打开调压器输出。远离电路, 观察示波器上的波形。如果需要调试电路, 请先关闭调压器.
  5. 调整作用域上的时间基准, 以显示V , 最多可达四基本周期。制作波形的副本。
    1. 放大二极管的关闭区域, 制作波形的拷贝。
  6. 关闭调压器并拆卸电路。不要更改调压器电压设置。

全波整流器

5. 电阻负载

  1. 在原始板上, 构建图3所示的电路。
    1. 确保二极管极性是正确的。二极管上的虚线是在阴极上。
  2. 一旦电路准备就绪, 将调压器输出连接为交流电源。
  3. 将差分电压探头横跨负载电阻器, 以观察输出电压V
  4. 打开调压器输出。远离电路, 观察示波器上的波形。如果需要调试电路, 请先关闭调压器.
  5. 调整作用域上的时间基准, 以显示v , 在中最多可有四基本周期 v。制作波形的拷贝。
    1. 使用游标度量V的峰值峰值值。
  6. 保持探头连接, 然后关闭调压器并拆卸电路。
    1. 不要更改调压器电压设置。

Figure 3
图 3.具有电阻负载的全波整流器.

6. 带滤波电容器的电阻负载

  1. 在图3中使用相同的电路, 将电解电容 (C) 与电阻负载并联, 如图4所示。
    1. 确保电容器极性是正确的 (-) 终端连接到负侧的负载。
  2. 打开调压器输出。远离电路, 观察示波器上的波形。在调试电路之前, 请关闭调压器电源。
  3. 调整作用域上的时间基准, 以显示V , 最多可达四基本的 VIN 周期。制作波形的拷贝。
    1. 通过使用游标和该通道的交流耦合选项 (ac 耦合消除信号的 DC 偏移量) 来测量V的峰值值。
  4. 测量完成后, 将其返回到直流耦合。
  5. 关掉调压器
  6. 拆卸电路并清理工作台。

Figure 4
图 4.具有电阻负载和电容滤波的全波整流器

单相整流器用于将交流电源电压和电流转换为直流电, 如为设备和数字电子设备供电所需。提供给家庭和商业的标准电源是 AC。然而, 大多数数字电子学的设计都是在直流电源上运行。整流器是可用于将交流电转换为兼容的直流电源的设备。整流器只向一个方向传递电流 , 从而将双极流输入转换为单极整流输出。整流电路使用一个或多个二极管只传递正或负交流电源, 产生脉动源, 然后过滤以实现平滑、一致、直流电压和电流。该视频介绍了基本整流器和二极管电路的概念, 论证了几种常见的整流电路, 并对电压输入和负载配置变化的整流电路的电压输出进行了测试。

整流器是电子电路中用于向一个方向传递电流并将其阻挡在另一个方向的装置。只有当超过了阈值正向电压时, 整流器才允许电流通过。二极管整流器有两个端子, 阳极和阴极, 电流从阳极流向阴极, 从阴极到阳极被阻挡。单相半波整流器通过单二极管过电压。在这个电路中, 只有交流输入电压的正半部分通过负载电阻传递给输出。如果二极管反转, 只有负一半的交流输入电压会出现在电阻。交流电循环的负半部分的电压被阻断。只有一个极性, RMS, 或根平均平方, 输出电压降低与双极性输入电压。如图所示, 全波整流器通过四二极管电桥电路的交流输入电压的半循环。翻转负极的极性和产生更高的平均输出电压横跨负载电阻。整流器的结果是单向的, 但在半波整流器中效果更明显的是脉动电流。然而, 整流器的输出通常是通过在串联的电感器加上负载电阻来过滤的。在全波整流器中, 与负载电阻器平行组装的电容器具有相同的用途。该视频演示了半和全波单相整流电路, 具有不同的输出负载, 二极管关断特性, 以及使用不同线路的直流输出电压的滤波。

对于这一整流操作的演示, 采用了两个不同的交流电源, 高频, 一个赫兹输入, 使用10伏峰值正弦输出的函数发生器产生。低频60赫兹输入是由一个调压器提供的。通电时请勿触摸电路的任何部分。当使用函数发生器源, 电路是接地的, 如图所示。不要调压器供应。为了建立高频输出的函数发生器, 将差分探头连接到示波器通道1和10x 探头到第二通道。将缩放系数调整到差分探头上的20x 和10x 探头上的10x。在 "范围" 通道菜单上, 将两个探测器设置为10x。对于差分探头, 手动将测量量乘以 2, 以达到所需的20x 输出。接下来, 连接一个 BNC 到鳄鱼电缆的功能发生器的50欧姆输出, 并连接到10x 范围探头的鳄鱼剪辑。将输出设置为10伏峰值和1000赫兹正弦波形式, 零直流偏移。一旦设置了相应的信号, 断开 bnc 连接器和示波器探头, 但保持功能发生器保持其设置。要为低频输出设置调压器, 请确保输出插座已断开连接, 并且它的旋钮设置为零。接下来, 慢慢调整调压器旋钮到5% 输出达到10伏峰值。

首先, 对具有高频输入电压和电阻负载的半波整流器进行测试。建立电路如图所示, 使用51欧姆负载电阻和二极管额定为50伏特和两安培。二极管极性在阴极端标有破折号符号。在将差分探头连接到电路之前, 将探头的端子连接在一起, 并将波形调整为零偏移电压。然后, 将差分电压探头横跨负载电阻器, 以观察输出电压和10x 探头穿过交流侧, 观察输入电压。接下来, 调整时间基础上的范围, 显示输入和输出电压为四循环的输入电压。在进行任何修改之前, 断开函数发生器的连接并从电路中取出差分探头。接下来, 测试高频输入和电阻电感负载的半波整流器。如图所示, 重新使用电路, 在串联中加入电感器。如前所述, 连接探针到电路和显示输入和输出电压的波形形式。关闭函数发生器, 断开差分探头, 然后从电路中取出电感。最后, 对低频输入和电阻负载的半波整流器进行了测试。将差分探头连接到调压器上, 然后将其打开。调整调压器以获得10伏峰值输出, 然后在不改变电压设置的情况下关闭调压器。如图所示, 将调压器输出附加到电阻电路。然后, 将差分电压探头横跨负载电阻器, 以观察输出电压。打开调压器。请勿触摸调压器电源连接的电路。如前所述, 显示输入和输出电压的波形形式。

首先, 用电阻负载测试全波整流器。建立电路如图所示, 并连接探头和调压器输出到电路。如前所述, 显示输入和输出电压的波形形式, 并测量峰值电压峰值。保持探头连接, 关闭调压器, 并与电阻负载并联一个电解电容。然后观察输入和输出电压。

第一个图显示了四个交流电源电压的循环, 以及从电阻负载耦合到半波整流器的输出。只有输入交流电压的正半循环通过二极管整流器。如果半波整流电路的输入电压为正弦, 则具有电阻负载的单二极管的平均电压输出为输入峰值电压除以 pi。当电感与负载电阻串联时, 二极管关闭区域被延迟。这种电感和电阻的组合是一个低通滤波器。当电感的值足够大时, 输出的振荡分量将被阻塞, 只留下恒定的 DC 分量。对于全桥整流器, 输入正半循环通过电路, 负半周期被纠正为正。添加一个足够大的电容器过滤出大部分的电压波动, 并提供了一个一致的直流电压负载。

二极管整流器是在大多数电源, 充电器, 变频驱动器, 并在许多保护电路。首先, 交流电源适配器用于转换直流供电的机器的电源, 或对设备内包含的直流电池进行充电。该适配器可以是简单的电路组成的变压器, 以降低电压从120伏墙供电, 四二极管桥全波整流, 和一个电容器, 以平滑的直流输出电压。晶闸管是硅控制整流器, 通常用于轻器, 马达速度控制器和电压调节器。根据设计, 晶闸管是用于 p 型和 n 型半导体的交替层, 用于在 p 类型端创建阳极, 在 n 型端的阴极, 以及与阴极旁边的 p 型层相连接的栅极跃迁。在闭锁阈值以上, 电流脉冲进入栅极开关晶闸管从关闭到打开, 使电流从阳极流向阴极。这种整流电流在一个方向和调节输出功率与一个集成的开关机制。

你刚才看了朱庇特介绍单相整流器。您现在应该了解单相整流器是如何工作的, 普通整流电路及其输出, 以及一些常见的整流器应用。谢谢收看

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