二极管整流电路如何工作
二极管只让电流单方向通过。把四只接成桥式就出现了一个有用的效果:无论交流电此刻朝哪个方向流, 总有一对二极管把电流按同一方向送过负载——把交流变成电源电路赖以工作的、粗糙的单向电流。
二极管只让电流单方向通过。把四只接成桥式就出现了一个有用的效果:无论交流电此刻朝哪个方向流, 总有一对二极管把电流按同一方向送过负载——把交流变成电源电路赖以工作的、粗糙的单向电流。
整流器是把交流电转换成直流电的电路。交流电便于产生和输送,但大多数电子设备却需要稳定、单向的供电——因此两者之间必须有一级把前者变成后者,承担这项工作的元件就是二极管。
单只二极管只在电流顺着它方向的半个周期导通,等于把电源的一半白白丢掉。桥式整流器用四只二极管围成一圈,把两个半周都用起来:电流反向时,另外两只二极管接手,仍按原来的方向把电流送给负载,输出因而更平滑、更实用。
左侧圆圈是交流电源,接在菱形桥的左右两个顶点上。四个三角形就是 D1 到 D4 四只二极管。上顶点是正极轨、下顶点是负极轨,它们给右侧的负载供电。内嵌小图把上下两摆的输入波与只朝一侧的输出波放在一起对照。
交流电源先把电流往一个方向推,再往另一个方向推,如此反复。若不加处理,这股电流会让负载一会儿正向流过、一会儿反向流过——对于任何需要稳定方向的设备都毫无用处。
二极管只朝一个方向导通:电流从它的阳极流到阴极很顺畅,反过来则被挡住。正是这一条特性,重复四次,就足以构成一个桥式整流器。
假设此刻左端为正。电流从电源流出,经二极管 D1 上到正极轨,再穿过负载到负极轨,然后经 D3 回到右端。此时 D2 和 D4 处于反向偏置,保持关断。
现在电源反向,右端为正。电流经 D2 上到同一条正极轨,仍以同样方向穿过负载,再经 D4 回到左端。导通的那一对虽然换了,但负载看到的电流方向与之前完全一致。
因为两个半周都被引导到同一方向,输出再也不会反向。不过它还不平整:电流在一连串凸起之间上下起伏,所以通常还要再接一只滤波电容,把波谷填平,让供电变得平稳。
二极管是一种只允许电流朝一个方向流过、反方向则被挡住的元件。它就像电的单向阀,因此可以把来回摆动的交流电“整理”成只朝一个方向流动的电流。
整流器是把交流电变成直流电的电路。最简单的整流器用二极管:一只二极管做半波整流,四只二极管接成桥式则做全波整流,把正负两个半周都利用起来。
单只二极管只在每半个周期里导通,另外半周没有输出,波形非常不平整。四只组成桥式后两个半周都能用:无论电流朝哪边流,总有一对二极管把它按同一方向送过负载,输出因此平滑得多。
不能。普通二极管会挡住反方向的电流,因此电流不可能从中反向流过。正是这个单向特性让整流得以实现,也是它能保护电路不被接反的原因。
还不是。输出是一连串上下起伏的凸起——一种带脉动的单向电流。要让它变平稳,通常还要在后面加一只滤波电容,在波峰储存电荷、在波谷释放出来。