整流桥的工作过程及参数选择

一、整流桥的工作过程

从上面可以看出，整流桥中4个二极管在电源的正负半周中交替导通。所以每个二极管的电流是总电流的一半。

二、整流桥的导通时间与选通特性

50Hz交流电压经过全波整流后变成脉动直流电压u1，再通过输入滤波电容得到直流高压U1。在理想情况下，整流桥的导通角本应为180°（导通范围是从 0°～180°），但由于滤波电容器C的作用，仅在接近交流峰值电压处的很短时间内，才有输入电流流经过整流桥对C充电。50Hz交流电的半周期为 10ms，整流桥的导通时间tC≈3ms，其导通角仅为54°（导通范围是36°～90°）。因此，整流桥实际通过的是窄脉冲电流。桥式整流滤波电路的原理如图1（a）所示，整流滤波电压及整流电流的波形分别如图l（b）和（c）所示。

最后总结几点：

（1）、整流桥的上述特性可等效成对应于输入电压频率的占空比大约为30％。

（2）、整流二极管的一次导通过程，可视为一个“选通脉冲”，其脉冲重复频率就等于交流电网的频率（50Hz）。

（3）、为降低开关电源中500kHz以下的传导噪声，有时用两只普通硅整流管（例如1N4007） 与两只快恢复二极管（如FR106）组成整流桥，FRl06的反向恢复时间trr≈250ns。

三、整流桥的参数选择

整流桥的主要参数有反向峰值电压URM（V），正向压降UF（V），平均整流电流Id（A），正向峰值浪涌电流IFSM（A），最大反向漏电流 IR。整流桥的反向击穿电压URR应满足下式要求：

输入电流有效值为IRMS，整流桥额定的有效值电流为IBR，应当使IBR≥2IRMS。计算IRMS的公式如下：

式中，Po为开关电源的输出功率，η为电源效率，umin为交流输入电压的最小值，cosφ为开关电源的功率因数，允许cosφ=0.5～0.7。

四、举例

设计一个7.5V／2A（15W）开关电源，交流输入电压范围是85～265V，要求η=80％。将Po=15W、η=80％、umin=85V、 cosψ=0.7一并代入（2）式得到，IRMS=0.32A，因为整流桥中每个二极管的电流是总电流的一半，进而求出Id=0.5×IRMS=0.16A。最大电压为265V，代入公式（1），UBR=1.25*1.414*265=468V。实际选用lA／600V的整流桥，以留出一定余量。（考虑器件的品质等因素，余量必须20%以上）