中心抽頭整流器和橋式整流器的區別

用於將交流電 (AC) 轉換為直流電 (DC) 的電子電路稱為整流器。將交流電轉換為直流電的過程稱為整流。整流器中執行整流的主要元件是半導體二極體。

根據AC到DC轉換的型別，即AC的半週期或全週期，整流器可以分為兩類：

  • 半波整流器
  • 全波整流器

根據電路結構，全波整流器又分為兩種型別：

  • 中心抽頭全波整流器
  • 橋式整流器

因此，中心抽頭和橋式整流器都是全波整流器，即它們將AC的全週期轉換為DC。但是，中心抽頭整流器和橋式整流器之間存在許多差異，本文將以表格形式討論這些差異。此外，我們還添加了中心抽頭整流器和橋式整流器的簡要說明，供您參考。

什麼是中心抽頭整流器？

當使用兩個半導體二極體、一箇中心抽頭變壓器和一個負載電阻設計全波整流器電路時，該整流器電路稱為中心抽頭全波整流器。

在中心抽頭整流器中，二極體的陽極連線到中心抽頭變壓器次級繞組的外端，陰極連線到一個公共點。負載電阻連線在變壓器的中心抽頭點和公共點之間。中心抽頭整流器的電路圖和輸出波形如圖1所示。

在交流電的正半週期，二極體D1導通並將交流電的正半週期轉換為直流電，而在負半週期，二極體D2導通並將交流電的負半週期轉換為直流電。這樣，交流電的完整週期就轉換為脈動的直流電，其波形如圖1所示。直流輸出接收在負載電阻上。

什麼是橋式整流器？

橋式整流器也是一種全波整流器，它將交流電的全週期轉換為直流電。橋式整流器的電路由四個二極體組成，這些二極體以惠斯通電橋的形式排列，如圖2所示。

當將交流電施加到橋式整流器時，它會將其轉換為脈動的直流電。AC到DC的轉換如下：在正半週期，二極體D1和D3正向偏置，而二極體D2和D4反向偏置。因此，電流透過負載電阻從端子A流到端子B。而在交流電的負半週期，只有二極體D2和D4導通，因此輸出電流再次從端子A流到端子B。因此，我們在輸出端得到單向電流（直流電）。

橋式整流器相對於中心抽頭整流器的主要優點是橋式整流器不需要中心抽頭變壓器。

中心抽頭整流器和橋式整流器的區別

中心抽頭整流器和橋式整流器的關鍵區別在以下表格中突出顯示：

差異依據中心抽頭整流器橋式整流器
定義電路中包含兩個半導體二極體和一箇中心抽頭變壓器的全波整流器稱為中心抽頭整流器。電路中包含四個以惠斯通電橋方式排列的半導體二極體的全波整流器稱為橋式整流器。
二極體數量中心抽頭整流器只需要兩個二極體。橋式整流器需要四個二極體來設計電路。
電路複雜度中心抽頭整流器的電路比較簡單。橋式整流器的電路比中心抽頭整流器的電路更復雜。
變壓器的需求對於中心抽頭整流器，變壓器對於在次級繞組中提供中心抽頭是必須的。橋式整流器電路不需要變壓器。
變壓器的額定值中心抽頭整流器所需的變壓器kVA額定值更大。橋式整流器中使用的變壓器的kVA額定值小於中心抽頭整流器。
二極體上的壓降由於中心抽頭整流器僅使用兩個二極體，因此二極體上的壓降較小。二極體上的壓降較高，因為橋式整流器包含四個二極體。
電壓調節中心抽頭整流器的電壓調節更好。橋式整流器具有良好的電壓調節。
反向峰值電壓 (PIV)中心抽頭整流器中二極體的反向峰值電壓是變壓器次級繞組最大電壓的兩倍，即 $$\mathrm{PIV\:=\:2\mathit{V}_{smax}}$$二極體的反向峰值電壓等於變壓器次級繞組的最大電壓，即 $$\mathrm{PIV\:=\:\mathit{V}_{smax}}$$
經濟效率中心抽頭整流器在經濟上效率更高，因為它只需要兩個二極體。橋式整流器在經濟上效率較低，因為它需要四個二極體。
變壓器利用率 (TUF)中心抽頭整流器的變壓器利用率等於 0.692。橋式整流器的變壓器利用率等於 0.8106。
二極體正向電阻在中心抽頭整流器的情況下，一次只有一個二極體正向偏置，因此二極體正向電阻等於一個二極體的正向電阻，即 RF。橋式整流器中一次有兩個二極體正向偏置，因此二極體正向電阻等於 2RF。

結論

中心抽頭和橋式整流器都是全波整流器，即兩者都將交流電的全週期轉換為直流電。但是，它們的電路配置和工作方式不同。上表討論了中心抽頭整流器和橋式整流器之間的一些重要區別。橋式整流器和中心抽頭整流器之間最顯著的區別在於，橋式整流器在其電路中需要四個二極體，而中心抽頭整流器只需要兩個二極體。

更新於：2022年7月4日

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