第 2 部分將重點(diǎn)介紹全波整流。

　　圖片由 Adobe Stock 提供
　　全波整流
　　全波整流發(fā)生在負(fù)周期和正周期中。換句話說(shuō)，整流是在一個(gè)完整的周期中進(jìn)行的。在現(xiàn)代電子學(xué)中，存在兩種全波整流配置，橋式全波整流器和中心抽頭全波整流器。兩者都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)?！　enter-Tzeed Rectifier （中心抽頭整流器）

　　圖 1.中心抽頭整流器的中心圖。圖片由 Simon Mugo 提供
　　這種類型的全波整流涉及中心抽頭變壓器次級(jí)電壓，其中每個(gè)線圈端接不同的二極管 D1 和 D2，中心抽頭接地。
　　此整流中使用的中心抽頭變壓器的顯著特點(diǎn)是：
　　中點(diǎn)分接電壓為零，形成中性點(diǎn)。
　　這種分接是通過(guò)在變壓器次級(jí)繞組的中心連接一根引線來(lái)進(jìn)行的。在這種情況下，線圈將被分成兩相等的部分。
　　這種抽頭將輸出電壓分成兩個(gè)具有不同極性的相等量。
　　您可以執(zhí)行多次分接，從而提供不同數(shù)量的輸出電壓。
　　中心抽頭全波整流的工作原理　　通過(guò)向變壓器施加正的半周期電壓，變壓器次級(jí)繞組的 M 點(diǎn)變?yōu)檎Ｔ搫?dòng)作使二極管 D1 正向偏置，導(dǎo)致電流 i1流經(jīng)點(diǎn) A 到 B，這是一條穿過(guò)負(fù)載電阻 R 的路徑L.輸出產(chǎn)生一個(gè)正的半周期。下面的圖 3 是該解釋的電路表示。

　　圖 2.指示正半周期電流的電路。圖片由 Simon Mugo 提供　　在變壓器半周期的次級(jí)繞組上施加負(fù)輸入時(shí)，變壓器次級(jí)繞組的點(diǎn) M 變?yōu)樨?fù)值。二極管 D1 最終是反向偏置的，D2 是正向偏置的。正向偏置二極管 D2 允許電流 i2流過(guò)負(fù)載電阻 Rl從 A 點(diǎn)到 B 點(diǎn)。此操作會(huì)導(dǎo)致 output 處出現(xiàn)正半周期，即使 input 為負(fù)半周期。

　　圖 3. 指示負(fù)半周期電流的電路。圖片由 Simon Mugo 提供　　中心抽頭全波整流器波形

　　圖 4.中心抽頭全波整流器波形。圖片由 Simon Mugo 提供
　　圖 4 顯示，輸出來(lái)自負(fù)半周期和正半周期，并且兩個(gè)整流器半周期的輸出方向相同。
　　中心抽頭全波峰值反向電壓
　　變壓器半次級(jí)銅繞組兩端的最大電壓由 V 決定m，并且整個(gè)次級(jí)電壓出現(xiàn)在 nun 導(dǎo)電極二極管上。因此，峰值反向電壓是變壓器半次級(jí)繞組兩端最大電壓的兩倍。
　　峰值反向電壓可由以下公式確定：
　　\[PIV=2V_{m}\]
　　中心抽頭全波整流器的缺點(diǎn)包括：
　　難以找到中心敲擊
　　小輸出直流電壓
　　二極管的 PIV 必須非常高
　　橋式整流器
　　該電路使用四個(gè)二極管，不僅可以產(chǎn)生全波整流，還可以解決與中心抽頭配置相關(guān)的缺點(diǎn)?！　《O管 D1、D2、D3 和 D4 連接在一起，因此在任何給定的半個(gè)周期中只有兩個(gè)二極管導(dǎo)通。不涉及中心敲擊。

　　圖 5. 橋式全波整流器的電路圖。圖片由 Simon Mugo 提供
　　Bridge Full-Wave Rectification 的工作原理　　向電橋輸入一個(gè)正的半周期，與點(diǎn) Q 相比，P 點(diǎn)變?yōu)檎?。這使得二極管 D1 和 D3 正向偏置，而二極管 D2 和 D4 保持反向偏置。二極管 D1 和 D3 與負(fù)載電阻形成串聯(lián)連接并完成導(dǎo)通回路，如圖 6 所示。現(xiàn)在兩個(gè)二極管一起工作產(chǎn)生輸出，產(chǎn)生的電壓將是中心抽頭全波整流器的兩倍。

　　圖 6.正輸入電流指示電路。圖片由 Simon Mugo 提供　　與點(diǎn) Q 相比，在電路的輸入點(diǎn)注入負(fù)半周期會(huì)使 P 點(diǎn)變?yōu)樨?fù)值，從而使二極管 D1 和 D3 反向偏置，而二極管 D2 和 D4 變?yōu)檎蚱谩６O管 D2 和 D4 形成一個(gè)串聯(lián)環(huán)路負(fù)載電阻并進(jìn)入導(dǎo)通模式，如圖 7 所示。

　　圖 7.負(fù)輸入電流指示電路。圖片由 Simon Mugo 提供　　電橋 FWR 的波形

　　圖 8. 橋式全波整流器波形。圖片由 Simon Mugo 提供
　　圖 8 顯示了負(fù)半周期和正半周期獲得的輸出，并且兩個(gè)半周期輸出具有相同的方向。
　　橋式整流器解決了與中心抽頭整流器相關(guān)的缺點(diǎn)。
　　全波整流器分析
　　為了實(shí)現(xiàn)分析，假設(shè)輸入電壓 V我將成為：
　　\[V_{i}=V_{m}sin\omega t\]
　　R 中的電流L或二極管由以下公式確定：
　　\[i_{1}=I_{m}sin\omega t\，\，\，for\，0\leq\omega t\leq\pi\]
　　\[i_{1}=0\，\，\，for\，\pi\leq\omega t\leq2\pi\]
　　哪里
　　\[I_{m}=\frac{V_{m}}{R_{f}+R_{L}}\]
　　同樣，R 中的L或二極管由以下因素決定：
　　\[i_{2}=0\，\，\，for\，0\leq\omega t\leq\pi\]
　　\[i_{2}=I_{m}sin\omega t\，\，\，for\，\pi\leq\omega t\leq2\pi\]
　　通過(guò)負(fù)載電阻的總電流是所有電流的總和：
　　\[i=i_{1}+i_{2}\]
　　平均電流或直流電流
　　平均電流輸出可推導(dǎo)出為：
　　\[I_{DC}=\frac{1}{2\pi}\smallint^{\pi}_{0}i_{1}d（\omega t）+\frac{1}{2\pi}\smallint^{2\pi}_{0}i_{2}d（\omega t）\]
　　替換 i 的方程1和我2完成集成后，我們發(fā)現(xiàn)
　　\[I_{DC}=\frac{2I_{m}}{\pi}=0.636I_{m}\]
　　與我們分析半波整流器時(shí)得到的值相比，該值是 2 倍。
　　輸出直流電壓
　　全波整流器的輸出直流電壓由以下公式確定：
　　\[V_{DC}=I_{DC}R_{L}=\frac{2I_{m}R_{L}}{\pi}=0.636I_{m}R_{L}\]
　　該值是半波整流器直流電壓輸出的兩倍。
　　RMS 電流
　　RMS 電流的方程式可以推導(dǎo)出為：
　　\[I_{RMS}=\sqrt{\frac{1}{\pi}\smallint^{\pi}_{0}sin^{2}\omega t\，d（\omega t）}\]
　　如果兩半中的兩個(gè)電流在兩半中相等，則方程變?yōu)椋?br>　　\[I_{RMS}=\sqrt{\frac{I_{m}^{\，\，2}}{\pi}\smallint^{\pi}_{0}sin^{2}\omega t\，d（\omega t）}\]
　　\[I_{RMS}=\frac{I_{m}}{\sqrt2}\]
　　整流器的效率
　　\[\eta=\frac{輸出\，DC\，Power\，of\，the\，負(fù)載}{輸入\，AC\，Power\，from\，the\，變壓器}=\frac{P_{DC}}{P_{AC}}\]
　　\[P_{DC}=（\frac{V_{m}}{\pi}）^{2}\]
　　\[P_{AC}=（\frac{V_{m}}{\sqrt2}）^{2}\]
　　在效率方程中替換上述內(nèi)容，效率變?yōu)椋?br>　　\[\eta=\frac{8}{\pi^{2}}=0.812=81.2\%\]
　　紋波系數(shù)
　　外形規(guī)格的計(jì)算方式如下：
　　\[F=\frac{I_{RMS}}{I_{DC}}\]
　　替換公式中的當(dāng)前值，您得到的外形尺寸為 1.11
　　紋波因子現(xiàn)在由下式給出;
　　\[\gamma=\sqrt{F^{2}-1}\]
　　替換正確的值，紋波系數(shù)為 0.48。