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正极性全波整流电路及故障处理

2011-12-15 14:51:55 8988 全波整流电路

`` 本帖最后由 zhihuizhou 于 2011-12-16 14:27 编辑

牢记全波整流电路下列2个电路特征：
（1）一组全波整流电路中使用两只整流二极管；
（2）电源变压器次级线圈必须有中心抽头。
如图1所示是正极性全波整流电路。电路中电源变压器T1的特点是次级线圈有一个抽头，且为中心抽头，抽头将次级线圈一分为二，抽头以上线圈为L1，抽头以下线圈为L2，L1和L2输出的交流电压大小相等、相位相反。VD1和VD2是两只整流二极管，它们构成全波整流电路，R1是这一全波整流电路的负载（用负载电阻的形式表示整流电路的负载）。

图1正极性全波整流电路

1．电路工作原理分析
如表1所示是这一正极性全波整流电路工作原理说明。

表1 正极性全波整流电路工作原理说明

关键词	说明
T1次级线圈上端输出正半周交流电压	当电源变压器T1次级线圈上端输出正半周交流电压时，次级线圈下端输出大小相等的负半周交流电压，这是因为次级线圈是中心抽头，且中心抽头接地。 T1次级线圈上端正半周交流电压使VD1导通，VD1导通后的电流从上而下地流过负载R1，所以在交流电压为正半周期间，通过VD1输出正极性单向脉动直流电压。在线圈上端输出正半周交流电压的同时，下端输出的负半周交流电压加到整流二极管VD2正极，这一负半周交流电压使VD2反向偏置，不能使VD2导通，这时VD2处于截止状态。
T1次级线圈输出交流电压变化到另一个半周	在T1次级线圈输出的交流电压变化到另一个半周时，次级线圈上端输出的负半周交流电压加到VD1正极，使VD1反向偏置，VD1截止。此时，次级线圈下端输出正半周交流电压，给VD2正向偏置电压而使之导通，这时流过整流电路负载电阻R1的电流仍然是从上而下，所以也是输出正极性的单向脉动直流电压。

这一全波电路的分析过程中要注意下面5个电路细节：
（1）整流二极管VD1导通时的电流回路是：次级线圈L1上端→整流二极管VD1正极→VD1负极→R1→地端→次级线圈中心抽头→次级线圈L1，构成回路，如图2所示。

图2整流二极管导通后电流回路示意图

（2）整流二极管VD2其导通时的电流回路是：次级线圈L2下端→整流二极管VD2正极→VD2负极→负载电阻R1→地线→次级线圈中心抽头→次级线圈L2，构成回路
（3）全波整流电路与半波整流电路不同，全波整流电路能够将交流电压的负半周电压转换成负载上的正极性单向脉动直流电压，如图3所示，正半周信号“1”和“3”由一只导通的整流二极管提供，负半周“2”和“4”却是另一只整流二极管导通时提供的，且将负半周电压转换成正半周。

图3 全波整流电路输出电压波形示意图

（4）全波整流电路输出的单向脉动直流电压中会有大量的交流成分，其交流成分的频率是交流输入电压的2倍，如图4所示，因为将交流输入电压的负半周电压转换成了正半周电压，所以频率提高了一倍，为100Hz，全波整流电路的这一点有利于滤波电路的工作。对于滤波电路而言，在滤波电容的容量一定时，交流电的频率越高，滤波效果越好。

图4 全波整流电路输出电压中交流成分频率为100Hz

（5）全波整流电路的效率高于半波整流电路，因为交流输入电压的正、负半周都被作为输出电压。

2．故障检测方法
对于这一全波整流的故障检测方法主要说明下列几点：
（1）由于两只整流二极管同时开路的可能性很小，所以当整流电路输出端电压为0V时，可先检测电源变压器次级线圈中心抽头接地是否开路。
（2）在路检测两只整流二极管时要先脱开一只整流二极管，因为二只整流二极管直流电路是并联的，如图5所示，VD1和VD2负极直接相连接，正极则是通过电源变压器T1次级线圈相连。由于线圈的直流电压很小，相当于两只整流二极管正极直流相连。这样如果在路测量时，测量一只整流二极管时实际测量的是两只整流二极管并联时情况。

图5 示意图

（3）对于这一电路的整流电路直流输出电压测量情况也一样，不能准确地确定两只整流二极管存在故障。所以，检测这一电路故障最为准确的方法是分别代替检查这两只整流二极管。

3．电路故障分析
如表2所示是正极性全波整流电路的故障分析。

表2正极性全波整流电路故障分析

名称	故障分析	理解方法提示
VD1开路	全波整流电路输出的单向脉动直流电压只有正常时电压值的一半。	这是因为整流二极管VD1开路后全波整流电路实际成为半波整流电路。
VD1短路	整流电路输出电压为零，还会使电源变压器初级线圈和次级线圈的电流增大许多，熔断电源变压器回路中的保险丝。	这是因为VD1短路后使电源变压器次级线圈出现短路故障，次级线圈没有交流电压输出，造成整流电路没有电压输出。
VD2故障分析	VD2的故障分析与VD1相同。	这是因为全波整流电路中的两只整流二极管原理相同，只是一个控制交流输入电压的正半周，另一个控制负半周。
中心抽头断	负载电路上输出电压为0V。	这是因为电源变压器次级中心抽头接地断线后，两只整流二极管的电流不能构成回路，所以没有电流流过负载电路。