单片机之整流电路

之前想用MSP430采集音频信号,用三极管开关来驱动LED电平灯。但是那么问题来了,通过MSP430ADC采样出来的信号全是0电位,但接上耳机又有声音。那么,可以得知,音频信号输出为交流信号,或许adc采样速率更快一点是可以采到一些有意义的信号的,但在这个项目中显然不行。故需要搭建整流电路将交流信号变为直流信号。常见有三种:

  1. 半波整流
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    半波整流电路只有一只二极管,这种特点决定了输出的电压只有半周,因为输入交流市电的频率是50Hz,因此输出的单向直流电主要成分仍然是50Hz的;在正(负)半周时候二极管导通,然而在负(正)半周时候二极管截止,因此半波整流是以"牺牲"一半交流为代价而换取的整流效果,因此这种电路利用率很低, 采用这种电路通常在高电压、小电流的场合才使用;

  2. 全波整流
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    全波整流电路有两只二极管,可以看成是两个半波整流电路合成,它的特点是在正负半周时候均导通,因为交流电的正负半周都利用到,因此输出的单向脉动直流电的交流成分主要成分是100Hz的。可以看出,全波时候需要变压器次级线圈中间引出一个抽头,这样把次组线圈分成两个对称的绕组,要不然没法完成全波整流。

  3. 桥式整流
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    桥式整流电路有四只二极管按照一定的首尾连接顺序组合而成,这种电路使用最多,因为效率最高。

    三种整流电路特点比较:

1、原理都是利用二极管的单向导电性;

2、在半波、全波整流电路中,当二极管截止时,交流电压峰值全部加到二极管两端,但是桥式整流电路因为它们有两只二极管串联起来,因此承受的反向峰值电压由两只二极管共同承担,对二极管的反向耐压要求没有那么高;

3、全波整流电路当中的变压器次级线圈要有中心抽头,半波以及桥式电路则不作此要求;

4、半波整流输出电压为0.45u,而半波以及桥式整流则是0.9u.

整流二极管选择:
整流二极管一种能够将交流电能转变为直流电的半导体器件。整流二极管广泛用于各种电源整流电路中,我们选择整流二极管时,主要考虑的是它的最高反向工作电压VR、最大平均整流电流IF、最大反向工作电流IR、最高工作频率fm及反向恢复时间trr等参数。例如对于HER308,这是一种快恢复二极管,它的反向峰值电压以及最大直流电压都是1000V,特点是快速开关效率高,因此在开关电源当中最重要的是频率,如果对于工频领域则选用一般整流二极管既可以了,只要耐压要求一般都合适。

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