評元增民《模擬電子技術》系列01(zt)

PowerAnts

半波整流
　　粗粗看了元增民《模擬電子技術》，說是錯謬百出，可能夸張了，但幾十處錯誤肯定是有的。諸如相量符號上面未加點、誤將橋式整流標注為全波整流這樣非常明顯的錯誤，一個一個挑出來太繁瑣，也沒有什么意思。只把原理性的錯誤或者元增民自己所說的“重大原則性錯誤”拿出來和各位網友討論討論。
　　先討論簡單的。二極管電路應該比三極管簡單。下圖就是最簡單的半波整流電路，復制自元增民書第10章10.1節圖10.1.1，除電源和負載外，只有一支二極管，簡單到不能再簡單。可就是這么簡單的電路，元增民教授卻出了原理性的錯誤。

　　圖01
　　上圖是元增民書原圖復制。
　　元增民書第10章10.1節圖10.1.1重繪于下圖左邊，僅變壓器次級電壓U2方向與原圖相反，為上負下正，表示負半周期電壓方向。
　　元增民書中說：“……二極管導通時電壓被鉗制在0.7V，管子不導通時負載電阻電流為0，二極管承受反壓最大值等于被整流交流電壓幅度 ”(元增民書p.316)。
　　這段話沒有錯。
　　但下一節講到電容濾波時，元增民書中說：“電容濾波時二極管反向承壓情況與無濾波時相同”(元增民書p.320)。
　　這句話，對全波整流和橋式整流帶電容濾波是正確的，但對半波整流電容濾波卻是完全錯誤的。

　　圖02
　　上圖右邊是加上濾波電容的半波整流電路。圖中可以看出，變壓器次級負半周(次級上負下正，二極管不導通)電容兩端電壓仍為正半周充電后的極性，且該電容必須足夠大，在半周期內電容器兩端電壓降低很少(這正是使用該電容之目的)。變壓器次級兩端電壓與電容兩端電壓是同極性串聯，二極管承受反向電壓為次級兩端電壓與電容兩端電壓之和。極端情況下(負載電阻中電流非常小，電容足夠大)，電容兩端電壓等于變壓器次級電壓峰值，對正弦交流來說，二極管承受反向電壓為無濾波電容時的二倍，約為次級交流電壓有效值的2.828倍。
　　所以，“電容濾波時二極管反向承壓情況與無濾波時相同”這句話對半波整流完全錯誤。元增民原話如下圖，自原書復制。






　　圖03
　　小功率工頻變壓器供電電路中半波整流極其少見，而且現在市場上的工頻整流管耐壓都夠高，想找耐壓100V的也買不到，因此計算錯誤也不會出問題。但小功率開關電源卻常用半波整流。實際上，所有單端工作的開關電源都是半波整流(元增民書p.326圖10.4.1就是一個例子)。低壓輸出的開關電源為提高效率，常采用蕭特基二極管整流，而蕭特基二極管耐壓卻不像普通硅整流二極管那么高。在半波整流輸出的開關電源中按照元增民教授所說：“電容濾波時二極管反向承壓情況與無濾波時相同”去計算就會出問題。



　　圖04
　　上圖作為開關電源有錯誤，此處暫不論。但從此圖可以看出，輸出是半波整流。實際上，此處不適合采用全波或者橋式整流。
　　還應該注意，前面所說2.828倍是有條件的，條件就是變壓器輸出正弦交流電壓。如果不是正弦交流，那么一般情況下2.828倍并不成立。
　　開關電源中變壓器次級輸出的并不是正弦交流電壓，甚至次級電壓正負幅值并不相等。元增民書中圖10.4.1這種情況，變壓器次級就不是正弦交流電壓，而且正負幅值并不相等，二極管承受的反向電壓也就不是有效值的2.828倍，具體多少，需要根據電壓波形計算。這樣的計算很可能超出了元增民教授的能力。但原則是一樣的：二極管承受反向電壓最大值等于次級負半周峰值加上電容兩端電壓。
　　還需要注意：對二極管承受反向電壓的分析計算，僅用到了直流電路的分析計算方法，也就是說，對交流電路瞬時狀態的分析計算與直流電路完全相同

admin

好久未見樓主，一來就是精品！

PowerAnts

  這是maychang的大作, 我代為轉發

david-xia

謝謝，好好看看！

Refee

頂上去……

panminghui

受教育了！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！

lt2042003

很好嗎？？？？？

星期五~

看了下這篇帖子，好像說某條結論的理論對全波是正確，半波是不正確的，但作者沒有寫明確，只是有點模糊，說完它完全錯誤是不對的。比如，別人說你是個人，而你卻說，說我是男人是正確的，是女人是完全錯誤的。