二极管与整流:把交流捋直
约 10 分钟
电流的单行道
二极管是最简单的半导体元件,脾气只有一个:只让电流单向通过——像水管里的止回阀。正向加压导通(硅管约降 0.7V),反向加压截止。LED 就是会发光的二极管,接反了不亮。
整流:把交流「捋直」
交流正负来回摆,电器却想要直流。办法有两代:
- 半波整流:一只二极管,负半周全被拦掉,只留正半波——像只收「来程票」,波形缺一半
- 桥式整流:四只二极管搭成「桥」,不管电流从哪边来,都被引导成同一方向——负半波被「翻上来」,利用率翻倍。充电头、电磁炉里都有这个四脚小元件
滤波:把馒头磨成平原
整流后的波形还是一串「馒头」,加一只大电容:波峰时蓄水、波谷时放水,电压被抚平成接近平直的直流——这就是第一章说的「水库」在干活。电容越大,波纹越小。
真实案例——充电头内部:220V 交流先进桥式整流,变成约 310V 的脉动直流,再经电容滤波、开关电路斩成高频、小变压器降压,最后整流成 5V 或 9V 直流输出。
常见误区:整流滤波后空载测到的电压会高于标称——电容充到了峰值。12V 变压器整流滤波后能测到约 16V,接上负载才回落。
练一练:50Hz 交流经桥式整流后,波纹每秒起伏多少次?(提示:负半波被翻上来了)(100 次)
小纸条
画出半波和桥式整流后的波形,说说桥式为什么利用率翻倍。
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