正极性半波整流电路及故障处理

` 本帖最后由 gk320830 于 2015-3-8 16:32 编辑

  如图1所示是经典正极性半波整流电路。T1是电源变压器，VD1用于整流目的，称之为整流二极管，整流二极管导通后的电流流过负载R1。为了分析电路方便，整流电路的负载电路用电阻R1表示，实用电路中负载是某一个具体电子线路。

1．电路工作原理分析
        输入整流电路的交流电压来自于电源变压器T1次级线圈输出端。分析整流电路工作原理需要将交流电压分成正、负半周两种情况。如表1所示是正极性半波整流电路的工作原理解说。

名称	说明
正半周交流电压使整流二极管导通	交流电压正半周期间，交流输入电压使VD1正极上电压高于地线的电压，二极管负极通过R1与地端相连而为0V，VD1正极电压高于负极电压。由于交流输入电压幅度足够大，使VD1处于正向偏置状态，整流二极管VD1导通。
VD1导通时的电流回路	T1次级线圈上端→VD1正极→VD1负极→电阻R1→地线→T1次级线圈下端→T1次级线圈构成回路。
电流回路分析作用	通过对整流二极管导通时电流回路的分析，可以进一步理解整流电路的工作原理，同时有利于整流电路的故障分析和检修，在整流电流回路中任意一个点出现开路故障，都将造成整流电流不能构成回路。
输出电压极性分析	正极性整流电路中，整流电路输出电流从上而下地流过电阻R1，在R1上的压降为输出电压，因为输出电压为单向脉动直流电压，所以它有正、负极性，在R1上的输出电压为上正下负，这是输出的正极性单向脉动直流电压。
负半周交流电压使整流二极管截止	交流输入电压变化到负半周之后，交流输入电压使VD1正极电压低于它的负极电压，因为VD1正极电压为负，VD1负极接地，电压为0V，所以VD1在负半周电压的作用下处于反向偏置状态，整流二极管截止，相当于开路，电路中无电流流动，R1上也无压降，整流电路的输出电压为零。
输入电压第二个周期分析	交流输入电压下一个周期期间，第二个正半周电压到来时，整流二极管再次导通；负半周电压到来时二极管再度截止，如此不断导通、截止地变化。
输出电压特性分析	整流二极管在交流输入电压正半周期间一直为正向偏置而处于导通状态，由于正半周交流输入电压大小在变化，所以流过R1的电流大小也在变化，这样整流电路输出电压大小也在相应变化，并与输入电压的半周波形相同，见图中输出电压波形所示。 从图中输入和输出电压波形可以看出，通过这一整流电路，将输入电压的负半周切除，得到只有正极性（正半周）的单向脉动直流输出电压。
单向脉动直流电压	所谓单向脉动直流电压就是只有一连串半周的正弦波电压，如果整流电路保留的是正半周，输出则是正极性单向脉动直流电压。

2．整流二极管导通与截止的电路分析判断口诀
        交流电压加到整流二极管后，判断其导通还是截止是电路分析的关键，如表2所示是整流二极管导通与截止的电路分析判断口诀解说。

示意图	解说
	所谓“正对正通”是：交流电压正半周加到二极管正极，二极管导通。
	“负对负通”是交流电压负半周加到二极管负极时其导通。
	“正对负或负对正都不通”是交流电压正半周加到整流二极管负极，或交流电压负半周加到整流二极管正极时，二极管都不能导通。

3．整流电路分析的关键点说明
        整流电路分析的关键点说明如下。
（1）单向导电特性最重要。电路分析中主要运用二极管单向导电特性，只有二极管正极上电压大于负极上电压时，二极管才导通，否则二极管处于截止状态。（2）整流电路工作特点。输入整流电路的电压是交流电压，电路分析时要将交流输入电压分成正半周和负半周两种情况。利用交流电压本身的电压大小来使整流二极管正向偏置（二极管导通）或反向偏置（二极管截止），这是整流电路的特点。
（3）正负半周情况相反。若输入交流电压的某个半周给二极管加上正向偏置电压，那么输入交流电压的另半周则是给二极管加的反向偏置电压。
（4）等效理解中的关键点。当输入交流电压使二极管正向偏置时二极管导通，导通后认为二极管成通路，可以忽略二极管正向导通的管压降；当输入的交流电压使二极管反向偏置时二极管截止，截止时认为二极管开路。
（5）管压降不计。二极管导通后有一个管压降，分析整流电路中的二极管时可以不计管压降对电路工作的影响，因为整流二极管导通后管压降只有0.6V左右，而输入交流电压则为几伏甚至几十伏，比起二极管管压降大许多。
（6）电流方向不变。整流二极管导通期间，流过二极管的电流大小在变化但是方向不变，所以流过负载电路的电流方向不变，输出电压极性不变。
4．故障检测方法
        检查电路中整流二极管方法是这样：如图9-9所示是测量时接线示意图，第一步通电后用直流电压档测量整流电压输出端直流电压，即万用表红表棒接整流二极管负极，黑表棒接地线。如果测量有正常的直流电压，可以说明电源变压器和整流二极管工作正常。如果测量没有直流输出电压为0V，再测量电源变压器次级线圈上交流输出电压，接线见图所示，如果交流输出电压正常，可以说明整流二极管开路。
   
        如果故障表现为总烧交流电路中的保险丝，可以用万用表欧姆档在路测量整流二极管反向电阻，如果很小说明它击穿。
5．电路故障分析
        正极性半波整流电路中只有一只整流元，所以整流电路的故障主要就是整流二极管的故障。如表3所示是正极性半波整流电路故障分析。

名 称	故障分析	理解方法提示
VD1开路	整流电路没有单向脉动直流电压加到负载电路上，电源电路没有直流电压输出。 如果电源电路中只有一路整流电路，整机电路就没有直流工作电压；如果电源电路中有多个整流电路，则只影响这个整流电路的负载电路正常工作。	这是因为整流二极管VD1在电流输出回路中，它开路后无法向后级电路提供电流。 这是因为在多路整流电路中，各路整流电路之间是并列关系。一路开路，对其他路无影响。
VD1短路	整流电路没有了整流作用，交流电压直接加到后面的电路上。电源电路中设有保险丝时保险丝会自动熔断。	这是因为二极管已不存在单向导电特性，同时，加到整流二极管的交流电压直接加到后面的电容滤波电路中，造成电路的短路。
外电路对整流二极管的影响	输入到整流二极管的交流电压异常升高时，会使流过整流二极管的电流增大而有烧坏整流二极管的危险； 当整流电路的负载电路存在短路故障时，会使流过整流二极管的电流增大许多而烧坏整流二极管。 如果不排除外电路故障，而仅更换新的整流二极管则整流二极管仍然会被烧坏。	这是因为交流输入电压高，整流电路输出的电流大，这是正比关系。 这是因为整流电路的负载电路短路后，流过负载的电流很大，而这一电流是流过整流二极管的，所以要烧坏整流二极管。 这是因为虽然更换新的二极管，但电路中仍然存在过电流故障，所以新二极管也要烧坏。

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