整流桥分为半桥和全桥。半桥以一定的方式连接两个二极管构成桥式电路,全桥以一定的方式连接四个二极管构成桥式电路。它的作用是将交流电转换成单向直流电。整流桥的选择要考虑整流电流、反向峰值电压Urm、导通时间、正向压降Uf等因素。
一般整流器全桥的正向电流是0.5A,1A,1.5A等规格,更大的甚至是50A,而耐压范围是25V到1000V甚至更高。
选择整流桥时,最大工作电流和最大反向电压是首要考虑因素。下图是单向桥式整流电路的正半周。
负半周途径
整流波形和输入波形
可以得出这样的结论:
流经每个二极管的平均电流:Io=1/2I
每个二极管允许的最大反向电压:Ur=2Uo
可以看出整流桥中二极管的反向耐压为2U。出于安全考虑,一般选择大于1.52U的耐压,也就是说每个二极管的反向耐压至少要等于1.52U。比如你需要设计一个165V-240V的宽电压输入,24V的输出电压,2A的电流的电源,那么二极管的反向耐压应该大于1.52U,也就是509V。可以选择耐压600V的二极管,每个二极管流过的平均电流是1A,所以可以选择2A的二极管,一般适用于常见的串联电源。
但值得注意的是,开关电源中二极管的反向恢复时间非常高。理想情况下,整流桥的导通角为180,而由于交流电频率为50Hz,也就是一个周期20ms,半个周期为10ms,同时,我们实际电路的后面有一个电容滤波器,所以整流桥的导通受到时区的限制, 并且只有在短时间内接近市电峰值时才会导通,也就是说只有在半波峰值时才会导通。 这个导通时间约为3ms,这意味着一个窄脉冲电流通过整流桥,其导通频率与市电频率同步。
因此,对于工作频率较高的开关电源整流电路,这类电路应选择工作频率较高、反向恢复时间较短的整流桥。根据经验公式:选择快恢复整流二极管时,反向恢复时间应大于开关管上升时间的三分之一。
整流桥的选择还要考虑价格、封装、散热等问题。
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