第2章 二极管及整流电路

2.2单相整流电路2.2.1半波整流电路2.2.2桥式整流电路本模块开头提到的典型问题：交流电如何转换成直流电？要经过哪几个环节？工作原理是怎样的？本节及后面几节会告诉我们答案。下图是将工频交流电转换成直流电的电路原理框图，它一般由四部分组成，即变压电路、整流电路、滤波电路和稳压电路。to

2

3

u2to

2

3

uoto

2

3

iD=ioto

2

3

uDVDRL~220V+uｏ–u2iD=io–uD+2.2.1半波整流电路半波整流是利用二极管的单向导电性，二极管正向偏置的半个周期，有电流流过负载；另半个周期因二极管反偏截止，没有电流流过负载。如此反复，负载得到的始终是同一个方向的电流，从而达到整流的目的。

缺点：半波整流电路降低了电源的的效率，整流电流的脉动成分太大，只适用于整流电流较小（几十毫安以下）或对脉动要求不严格的直流设备中。2．实例应用例2-2有一直流负载，电阻为1.5kΩ，要求工作电流为10mA，如果采用半波整流电路，试求电源变压器的二次电压，并选择适当的整流二极管。解：因为由，变压器二次电压的有效值为二极管承受的最大反向电压为根据求得的参数，查阅整流二极管参数附录，可选择1N4002型整流二极管（1A，100V）。+uo

RLio+u2

u1+uo

ioRLVD4VD3VD2VD1u2u1VD4VD1VD2VD3+u2

RL+uo

iou1VD3VD1VD2VD4+u2

RL+uo

iou1一、桥式整流电路（几种画法）2.2.2桥式整流电路二、桥式整流电路工作原理RLioVD4VD3VD2VD1+u2

+uo

承受反压截止+u1

u2正半周：VD1和VD3导通，VD2和VD4截止。RLVD4VD3VD2ioVD1+u2

+uo

u2负半周：+u1

承受反压截止VD2和VD4导通,VD1和VD3截止。1.波形输入负半周VD3RLVD4VD2VD1u1u2+uo

+

ioioRLVD4VD3VD2VD1+

u2u1+uo

输入正半周totototo

2

3

2

3

2

2

3

3

uou2uDiD=ioVD2、4VD1、32.参数估算1)

整流输出电压平均值2)

二极管平均电流3)

二极管最大反向压totototo

2

3

2

3

2

2

3

3

uou2uDiD=io三、实例应用例2-3已知一直流用电器的额定电压为36V，平均电流0.8A，如果采用单相桥式整流电路，试求电源变压器的二次电压，并选择整流二极管的型号。解：由可得变压器二次电压的有效值为同时考虑到变压器及二极管的损耗，变压器的二次电压应比计算值高出10%:因此，二极管承受的反向工作电压为通过二极管的平均电流根据以上求得的参数，查阅整流二极管参数附录B，可选择1N系列的二极管1N5102（200V，1.5A）。2.3滤波电路2.3.1电容滤波电路2.3.2电感滤波电路2.3.3复试滤波电路无论哪种整流电路，它们的输出电压都含有较大的脉动成分。除了在一些特殊的场合可以直接用作直流电源外，通常都要采取一定的措施，一方面尽量降低输出电压中的脉动成分，另一方面又要尽量保留其中的直流成分，使输出电压接近于理想的直流电压。这样的措施就是滤波。io+

uo=uC

RLVD1VD4VD3VD2

+u2

+u1

1.电路和工作原理电容充电电容放电C

u2正半周时，VD1和VD3导通，给C充电,u2达到最大值时，C两端电压充到最大值。

当u2从最大值开始下降时，VD1和VD3截止，C向RL

放电。经C滤波后

uo

的波形变得平缓,平均值提高。2.3.1电容滤波电路2.波形及输出电压

当RL=

（C没有放电回路）时:0tuo

2

当RL

为有限值时:此时Uo=1.2U2RC越大（电容器放电越慢）,

Uo

越大。但负载电阻RL有一定的数值，C太大就成本高体积大；为获得良好滤波效果，又考虑其他因素，一般取:RL=

(T

为输入交流电压的周期)（半波整流

Uo=U2）例2-4下图为单相桥式整流电容滤波电路，已知交流电源输入电压有效值U2=20V，频率f=50Hz，负载电阻RL=1k

。求负载电压和电流平均值,流过二极管的平均电流