橋式整流作用：交直流轉化

整體講解

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。

C1電容作用：

理解

1)濾波

利用電容器隔直通交的特性將整流后的殘留交流成份旁路回流!

2)整形：

全波整流后的輸出不是平直的直流電壓,而是每秒100個從零到最大值,又從最大值到零的脈動直流電壓!這樣的不平穩電壓是無法供后級電路直流要求的!(充電和加熱等直功耗設備除外)利用電容器的充放電特性(高充低放)可使輸出電壓穩定于一平滑平均值,

3)提升平均值：

因整流輸出是脈動而平均有效值就低于原交流電壓值很多,減去整流管的正向壓降,其整體效率就很低,而電容器的峰值充電特性(兩端電壓可達峰值)可使輸出電壓接近于原脈動電壓的峰值.(原交流的1.414倍).這就大大提高了輸出的效率!

問題：電容容值小和電容大有什么影響？

1：容值大，導致成本，占用板子面積變大

2：容值小，導致電容蓄電能力弱，不足以后續電路的持續供電

整流橋參數選擇講解

這里選型是IN4007，學習一個電路器件，首先要找他的相關手冊的。這里附上百度鏈接

https://baike.baidu.com/item/%E6%95%B4%E6%B5%81%E4%BA%8C%E6%9E%81%E7%AE%A1IN4007/10623597?fr=aladdin

思考1：為什么50HZ的交流電的半周期是10MS？

1：HZ是頻率的單位

2：周期=1/f 周期單位為‘S(秒)’

50HZ 對應的時間 =1/50 即0.02S

3：1S=1000MS

思考2：為什么整流橋的導通時間tC≈3ms？

55/180≈0.3，是不是突然明白了些什么？

10MS中的3MS的由來就是這個。

思考3：（C）圖的原因

1：二極管具有導通電壓0.7V ,即導通后，導通壓降為0.7V

電壓必須為大于0.7V，二極管上才能有電流和電壓

2：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。

電容從沒有電荷變成了有電荷，是需要一定時間的，這個解釋起來就要用到微積分了。我們可以理解為，當充完電在導通角的范圍內進行放電。這其中就必然會有電荷的定向移動。而電荷的定向移動當然就形成電流，既然形成電流當然就可以認為是通路了。這樣就更能理解，電容器的作用是產生電流。

充電完畢后：“充電完畢”是指電路中已經沒有電流，電路各點達到了靜電平衡的狀態。

思考4：為什么我們的只用了3MS，卻能夠使轉換效率變為百分之80？

1：整流橋的作用將電壓升高1.414倍

思考5：二極管為什么沒有講過正向電壓將他擊穿呢？

1：二極管正向導通，反向擊穿

2：正向只要導通就會有固定的壓降

3：但是不同的二極管承受的正向導通的電流是不同的

4：如何確定導通電流呢？

簡單的電壓除以負載估算一下

整流橋的參數選擇

整流橋的主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。

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）

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。