題:
全波整流器比半波整流器好嗎?
Al Kepp
2012-01-17 18:55:04 UTC
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我很好奇,半波整流器或全波整流器的直流電源之間是否存在實用差異。

我的意思是我有幾個小型直流電源,應提供12V的電壓每個0.1A。它們都有一個240V-> 18V的變壓器,然後是1個二極管或4個二極管,然後是78L12(0.1A調節器)和一個或兩個電容器(通常為220uF或470uF)。

我的問題是電源是否如果添加一個470uF電容器和78L12,或者如果使用橋式整流器(4個二極管)更好,那麼只需一個半波整流器(單個二極管)就可以提供高質量的直流電壓。

我也有一個舊的基於齊納二極管而不是7812穩壓器的12V 0.2A電源。它還有18V的電壓流向單個二極管,然後是33R電阻器(將電流限制為0.2 Amp),然後是與1000uF電容器並聯的齊納二極管。再說一遍:在那兒有4個二極管會更好嗎,還是在這裡多虧了1000uF的電容器才能使半波整流效果足夠好?

(我所有的電源工作正常,我只是好奇“為什麼”, “這些東西是如何工作的。”

更新:

我發現了另外兩個有趣的信息:

  1. 每輸出.1安培(或更高),電容器應約為500 uF。這適用於全波整流器。由於我在半波整流器中看到了相同的值,這還不夠,而且它們的設計也不好。

  2. 4-二極管整流器當我們要結合使用時不能使用用一個簡單的變壓器提供5V / 12V輸出(或任何其他兩個電壓),因為它不能為兩個不同的電路提供公共接地。 (一個更複雜的實際示例:我從變壓器-7 / 0 / + 7 / + 18伏特獲得了一條帶有四根輸出線的電源。然後,它使用2二極管整流得到全波7V輸出,並使用1二極管整流。以獲得18V半波輸出。此處無法將18V線路“升級”為4二極管整流。)

  3. ol>
考慮到這一點,全波整流器應在空調方面具有更好的功率因數。
五 答案:
Olin Lathrop
2012-01-17 19:16:41 UTC
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如果設計正確,任何一個都可以正常工作。如果您有一個笨拙的整流器電源為7805供電,那麼整流器部分所需要做的就是確保滿足7805的最小輸入電壓。

問題是這樣的電源只能給在線路週期峰值處輸入上限,然後7805將在峰值之間消耗掉它。這意味著電容需要足夠大,以便在最壞情況下的電流消耗下仍能在峰值之間的最大時間內提供最小的7805輸入電壓。

全波整流器的優勢在於,兩個使用負峰。這意味著上限被充電兩次。由於自上一個峰值以來的最長時間較短,因此上限可以較小,以支持相同的最大電流消耗。全波整流器的缺點是它需要4個二極管而不是1個,並且還會損失另外一個二極管壓降。二極管既便宜又小巧,因此大多數時候全波整流器更有意義。製作全波整流器的另一種方法是使用中心抽頭變壓器次級。中心接地,從兩端到原始正電源都有一個二極管。這種全波整流器僅在路徑中有一個二極管壓降,但是需要更重,更昂貴的變壓器。

半波整流器的一個優點是交流輸入的一側可以直接連接到交流輸入。與直流輸出接地相同。交流輸入是變壓器次級時,這無關緊要,但是如果交流已經接地,則可能是個問題。

在閱讀了Olin Lathrop答复的最後一段之後,我意識到了為什麼有時要使用半波整流器:當組合使用5V / 12V電源時,它們需要公共接地,這就是為什麼不能使用4二極管整流器的原因。在那裡可以使用2二極管整流器,但需要更複雜的變壓器。我對麼?
@AlKepp有不同的負載設計5V / 12V組合電源的方法,但是對於小負載,半波可能更簡單/更便宜。
@Olin Lathrop我創建了一個接口,其中邏輯在浮動接地和-5 VDC之間切換,並且接地直接連接到24 VAC的一個分支。當我用全波整流器代替半波時,我的信號看起來像是正弦波。我不明白區別。半波地面上的電壓實際上是0,還是在這裡發生某種直流偏移?
Adam Lawrence
2012-01-17 19:24:40 UTC
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簡化的解釋:

理想的半波整流器僅“使用”交流波形的一半(因此命名為半波)。

half-wave rectifier from Wikipedia

理想的全波整流器將使用整個交流波形。

full-wave rectifier from Wikipedia

理想的全波整流器(帶有中心抽頭變壓器)將使用還可以使用整個交流波形。

another full-wave rectifier from Wikipedia

您可以看到,對於半波整流器,每隔一個交流週期都會被跳過,從而在輸出波形中留下間隙。對於全波整流器,由於使用了整個波形,因此間隙消失了(有效輸出頻率增加了一倍)。

如果將這些波形應用於電容器,則可以很清楚地看到半波整流器,為了保持乾淨的直流電,電容器必須足夠大以在較大的間隙內保持電壓。對於全波整流器,由於存在更多的“峰值”,因此與相同功率水平的半波整流器相比,電容器可以更小。

對於您的問題,設計合理的半波形整流器應該有足夠大的電容器來維持調節,即使僅使用一半的交流波形,因此調節也應該很好。無需用網橋“升級”電路。

負載充當電阻器R,限制電源電流。結合濾波電容C,您將獲得一個低通濾波器。實際上,您可以算出所需的最小電容,以確保電源電壓高於穩壓器的最小值。大容量電容器不僅昂貴,而且還佔用大量空間。
那是“每個AC週期的一半”,而不是“每個AC週期”。
Argyle
2012-01-21 13:42:03 UTC
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請澄清一下,進行降壓的變壓器僅適用於交流電。整流器將交流電轉換為直流電,這並不是說電壓沒有變化,只是電流沒有雙向流動。全波整流器絕對比半波整流器更出色,因為它們在周期的兩個半週期都為您提供功率。他們甚至可以糾正直流極性反轉!

解決極性反轉的問題-這很有趣。
整流器不會將AC轉換為DC-而是將輸入的零平均電壓轉換為正(或負)平均電壓。在這方面,您正在從AC轉換為AC + DC,而不僅僅是DC。
實際上是弗洛里安(Florian),因為整流器輸出為恆定極性,因此可以將其視為直流電。電壓可能不穩定,但極性不交替(如交流電)。
在ET學校,他們稱其為“脈動DC”,這似乎很準確。
Shawn
2012-01-21 04:10:48 UTC
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我在70年代後期學到的經驗法則是在60 Hz時每安培2000 uF。這位教師還解釋說,從歷史上看,由於成本是基於使用真空管-汞整流器,而銅和鋼的變壓器組件很便宜,因此,設計一個或兩個整流器是一項經濟決策。時間可以改變工程決策的經濟基礎。

Peter Green
2016-02-10 00:20:00 UTC
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橋式整流有兩個優點。

一個已經被其他答案指出的問題是,您可以使用較小的平滑電容器。

另一個是,如果您看一下具有直流分量的半波整流器的輸入電流波形。該直流分量會導致變壓器飽和問題。

所謂“橋式整流有兩個優點”,您是說全波嗎?


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