變壓器半波整流原理講解

對(duì)于一個(gè)變壓器，它的原邊和副邊繞制在同一磁路上，在原邊施加正弦交流電，副邊連接負(fù)載。兩邊的電壓比值等于匝數(shù)之比。根據(jù)功率守恒，負(fù)載電流與匝數(shù)成反比。波形都是正弦波，只是幅值有所不同。

整流波形

一、前言

對(duì)于一個(gè)變壓器，它的原邊和副邊繞制在同一磁路上，在原邊施加正弦交流電，副邊連接負(fù)載。兩邊的電壓比值等于匝數(shù)之比。根據(jù)功率守恒，負(fù)載電流與匝數(shù)成反比。波形都是正弦波，只是幅值有所不同。

下面有一個(gè)問題，如果在副邊增加一個(gè)二極管，對(duì)輸出電流進(jìn)行半波整流，副邊的電流形成半波整流電壓波形。那么原邊的電流波形將會(huì)變成什么模樣呢？下面我們先通實(shí)驗(yàn)來測試一下。

二、實(shí)驗(yàn)方式

這里給出了測試整流電流波形的器件。原邊的交流電是由隔離變壓器以及自耦變壓器提供。利用了一個(gè)環(huán)形變壓器副邊兩個(gè)繞組作為實(shí)驗(yàn)中輸入輸出繞組，原副邊匝數(shù)比大約為 2 比 1。采用一個(gè) 20 歐姆可調(diào)電阻作為負(fù)載， 使用一個(gè)大功率整流二極管對(duì)復(fù)變電壓進(jìn)行整流。

使用一個(gè)半導(dǎo)體霍爾模塊測量繞組中的電流。下面利用這些器件測量半波整流情況下輸入輸出電流波形。

三、測量結(jié)果

這是在副邊為純電阻的情況下，原邊的電流波形?？梢钥吹剿且粋€(gè)正弦波。需要注意的是，電流霍爾傳感器輸出零點(diǎn)電壓為2.5V。在副邊電阻上串聯(lián)半波整流二極管。這是測量到副邊的半波整流電流信號(hào)波形。可以看到它是半波直流脈動(dòng)信號(hào)。這是變壓器原邊電流信號(hào)， 它的波形與輸出電流信號(hào)波形不同， 是一個(gè)純交流信號(hào)。如果在副邊使用整流橋電路， 可以測量到負(fù)載上的全波整流信號(hào)。原邊的電流波形則恢復(fù)到正弦信號(hào)。那么問題來了， 為什么副邊半波整流時(shí)，原邊的電流信號(hào)變成了這個(gè)樣子呢？

▲ 圖1.1 電阻負(fù)載電流波形

▲ 半波整流電流波形

▲ 半波整流原邊電流波形

▲ 圖1.4 全波整流副邊電流波形

▲ 圖1.5 全波整流原邊電流波形

四、信號(hào)分析

由于半波整流在實(shí)際應(yīng)用中比較少，其缺點(diǎn)也比較多。整流呈現(xiàn)非線性， 對(duì)于輸入輸出的電流、電壓信號(hào)建模分析比較困難，所以大部分情況都是分析輸入輸出電壓波形，對(duì)于輸入電流波形很少分析。所以觀察到的電流波形， 之所以為什么是這樣， 我現(xiàn)在還沒有一個(gè)比較簡便明確的答案， 不知道誰能夠給出解釋。

▲ 圖1.4.1 半波整流輸入輸出電流波形

總結(jié)

本文實(shí)驗(yàn)分析了普通小型變壓器在半波整流負(fù)載下， 輸入輸出電流波形。尚缺乏對(duì)于這個(gè)波形的理論分析。

審核編輯：湯梓紅