第2章 二極管及整流電路

2.2單相整流電路2.2.1半波整流電路2.2.2橋式整流電路本模塊開(kāi)頭提到的典型問(wèn)題：交流電如何轉(zhuǎn)換成直流電？要經(jīng)過(guò)哪幾個(gè)環(huán)節(jié)？工作原理是怎樣的？本節(jié)及后面幾節(jié)會(huì)告訴我們答案。下圖是將工頻交流電轉(zhuǎn)換成直流電的電路原理框圖，它一般由四部分組成，即變壓電路、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路。to

2

3

u2to

2

3

uoto

2

3

iD=ioto

2

3

uDVDRL~220V+uｏ–u2iD=io–uD+2.2.1半波整流電路半波整流是利用二極管的單向?qū)щ娦?，二極管正向偏置的半個(gè)周期，有電流流過(guò)負(fù)載；另半個(gè)周期因二極管反偏截止，沒(méi)有電流流過(guò)負(fù)載。如此反復(fù)，負(fù)載得到的始終是同一個(gè)方向的電流，從而達(dá)到整流的目的。

缺點(diǎn)：半波整流電路降低了電源的的效率，整流電流的脈動(dòng)成分太大，只適用于整流電流較?。◣资涟惨韵拢┗?qū)γ}動(dòng)要求不嚴(yán)格的直流設(shè)備中。2．實(shí)例應(yīng)用例2-2有一直流負(fù)載，電阻為1.5kΩ，要求工作電流為10mA，如果采用半波整流電路，試求電源變壓器的二次電壓，并選擇適當(dāng)?shù)恼鞫O管。解：因?yàn)橛桑儔浩鞫坞妷旱挠行е禐槎O管承受的最大反向電壓為根據(jù)求得的參數(shù)，查閱整流二極管參數(shù)附錄，可選擇1N4002型整流二極管（1A，100V）。+uo

RLio+u2

u1+uo

ioRLVD4VD3VD2VD1u2u1VD4VD1VD2VD3+u2

RL+uo

iou1VD3VD1VD2VD4+u2

RL+uo

iou1一、橋式整流電路（幾種畫(huà)法）2.2.2橋式整流電路二、橋式整流電路工作原理RLioVD4VD3VD2VD1+u2

+uo

承受反壓截止+u1

u2正半周：VD1和VD3導(dǎo)通，VD2和VD4截止。RLVD4VD3VD2ioVD1+u2

+uo

u2負(fù)半周：+u1

承受反壓截止VD2和VD4導(dǎo)通,VD1和VD3截止。1.波形輸入負(fù)半周VD3RLVD4VD2VD1u1u2+uo

+

ioioRLVD4VD3VD2VD1+

u2u1+uo

輸入正半周totototo

2

3

2

3

2

2

3

3

uou2uDiD=ioVD2、4VD1、32.參數(shù)估算1)

整流輸出電壓平均值2)

二極管平均電流3)

二極管最大反向壓totototo

2

3

2

3

2

2

3

3

uou2uDiD=io三、實(shí)例應(yīng)用例2-3已知一直流用電器的額定電壓為36V，平均電流0.8A，如果采用單相橋式整流電路，試求電源變壓器的二次電壓，并選擇整流二極管的型號(hào)。解：由可得變壓器二次電壓的有效值為同時(shí)考慮到變壓器及二極管的損耗，變壓器的二次電壓應(yīng)比計(jì)算值高出10%:因此，二極管承受的反向工作電壓為通過(guò)二極管的平均電流根據(jù)以上求得的參數(shù)，查閱整流二極管參數(shù)附錄B，可選擇1N系列的二極管1N5102（200V，1.5A）。2.3濾波電路2.3.1電容濾波電路2.3.2電感濾波電路2.3.3復(fù)試濾波電路無(wú)論哪種整流電路，它們的輸出電壓都含有較大的脈動(dòng)成分。除了在一些特殊的場(chǎng)合可以直接用作直流電源外，通常都要采取一定的措施，一方面盡量降低輸出電壓中的脈動(dòng)成分，另一方面又要盡量保留其中的直流成分，使輸出電壓接近于理想的直流電壓。這樣的措施就是濾波。io+

uo=uC

RLVD1VD4VD3VD2

+u2

+u1

1.電路和工作原理電容充電電容放電C

u2正半周時(shí)，VD1和VD3導(dǎo)通，給C充電,u2達(dá)到最大值時(shí)，C兩端電壓充到最大值。

當(dāng)u2從最大值開(kāi)始下降時(shí)，VD1和VD3截止，C向RL

放電。經(jīng)C濾波后

uo

的波形變得平緩,平均值提高。2.3.1電容濾波電路2.波形及輸出電壓

當(dāng)RL=

（C沒(méi)有放電回路）時(shí):0tuo

2

當(dāng)RL

為有限值時(shí):此時(shí)Uo=1.2U2RC越大（電容器放電越慢）,

Uo

越大。但負(fù)載電阻RL有一定的數(shù)值，C太大就成本高體積大；為獲得良好濾波效果，又考慮其他因素，一般取:RL=

(T

為輸入交流電壓的周期)（半波整流

Uo=U2）例2-4下圖為單相橋式整流電容濾波電路，已知交流電源輸入電壓有效值U2=20V，頻率f=50Hz，負(fù)載電阻RL=1k

。求負(fù)載電壓和電流平均值,流過(guò)二極管的平均電流