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小编今天来对“桥堆”做一个科普。
它是一种极其常见且重要的功率电子元器件,主要用于将交流电转换为直流电的过程,尤其是在全波整流电路中扮演核心角色。
以下是桥堆的关键信息点:
1. 核心结构与名称来源:桥堆通常由四个功率二极管以特定的“桥式”电路结构连接封装而成。想象一下由二极管组成的“桥”。正是这种“桥式连接”方式,赋予了它“桥堆”的名称。内部四个二极管形成的结构,确保了无论输入交流电的极性如何变化,都能在输出端产生单一方向(即直流)的电流。
2. 工作原理(整流):
交流输入 (~端子):桥堆有两个交流输入引脚,通常标为~或AC。
直流输出 (+和-端子):桥堆有两个直流输出引脚,明确标注为正极+和负极-。
电流路径:正半周时:输入交流电的正极连接到某一~端时,该端对应的“桥臂”上的两个二极管中,只有一个会正向偏置导通。另一个~端对应的另一个“桥臂”上的两个二极管中,也只有一个会导通。这个通路会将电流导向直流输出的正极端+,流经负载,再从负极端-流回桥堆内部,经导通的二极管回到输入的另一端。负半周时:输入交流电极性翻转。之前导通的二极管关断,而之前在正半周关断的那组二极管现在开始正向偏置导通!电流再次能从直流输出的正极端+流出,流经负载后从-端流入桥堆,最终回到输入的另一端~。
核心效果:虽然输入电压的方向在正负交替,但由于桥堆内部二极管的“导引”作用,在负载上流过的电流方向始终保持不变(从+流经负载到-),输出端的电压相对于-也始终保持为正电压,只是其大小是波动的。这就是整流的目的!它将交流电的负半周“翻折”到了正半轴上,成为了一个始终朝一个方向但大小变化的脉动直流电。
3. 关键应用场景:几乎所有的交流电源转低压直流电源设备的核心部件:包括但不限于:手机充电器 / 适配器;笔记本电脑电源适配器;家用电器:电视、电脑主机、路由器、机顶盒等的开关电源;音响功放电源;工业控制设备的直流供电单元;电动自行车的充电器;小家电。
4. 重要技术参数:最大反向峰值电压 :这是桥堆最重要的参数之一,指的是允许加在每一个二极管两端的最大反向电压峰值。这必须大于输入交流电压的峰值(交流电压有效值的√2倍)。例如,用于220V市电整流,输入交流有效值为220V,其峰值为220V * √2 ≈ 311V。那么选择的桥堆的反向峰值电压通常需要选择600V或1000V(留有足够安全裕量)。最大正向平均整流电流 :这是另一个核心参数,指桥堆能持续输出的平均直流电流。它决定了桥堆能承受的功率。如果桥堆需要输出更大的直流电流,就需要选择这个参数更大的型号,并且可能需要考虑散热。
5. 优势总结:实现高效全波整流:相比于半波整流电路,它效率高一倍,输出更平滑(纹波频率是输入交流电的两倍)。 器件标准化:集成桥堆简化了设计和生产。体积相对紧凑:特别是集成式模块。应用极其广泛:是现代电源技术的基础元件之一。
总结:
桥堆就像一个交通警察,专门管制交流电这个双向车流。它通过巧妙排布的四个“单行阀”(二极管),强制让电永远只朝一个方向前进。无论是正半周还是负半周,它都能让负载感受到正向电流。
理解桥堆的关键就是记住“全波桥式整流”原理及其封装形式的多样性。