第二章整流与滤波电路

宁乡县职业中专学校 《电子技术基础》 教案 教师：肖义军

整流电路：利用具有单向导电性能的整流元件如二极管等，将交流电转换成单向脉动直流电的电路称为整流电路。整流电路按输入电源相数可分为单相整流电路和三相整流电路， ...&第二章 整流与滤波电路

教学目的： 了解整流、滤波、稳压的工作原理。

教学重点： 单相桥整流电路工作原理、电容滤波、二极管稳压电路。 教学难点： 单相桥式整流电路。

教学方法与手段： 教师讲授与学生练习、实验实训相结合；板书与多

媒体课件相结合。

课时计划：3课时

第一节 单相整流电路

整流电路：利用具有单向导电性能的整流元件如二极管等，将交流电转换成单向脉动直流电的电路称为整流电路。整流电路按输入电源相数可分为单相整流电路和三相整流电路，按输出波形又可分为半波整流电路和全波整流电路。目前广泛使用的是桥式整流电路。

一、 半波整流电路 1、电路结构 + u1－ +u2－DRL+uo－00uou2π2π3π4πωt

π2π3π4πωt(a) 电路 (b) 波形1

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上图是单相半波整流电路。它是最简单的整流电路，由整流变压器Tr、整流元件D（晶体二极管）及负载电阻RL组成。 2、工作原理

当u2为正半周时，二极管D承受正向电压而导通，此时有电流流过负载，并且和二极管上的电流相等，即io= id。忽略二极管的电压降，则负载两端的输出电压等于变压器副边电压，即uo=u2 ，输出电压uo的波形与u2相同。

当u2为负半周时，二极管D承受反向电压而截止。此时负载上无电流流过，输出电压?uo=0，变压器副边电压u2全部加在二极管D上。

12U2?0.45U2?2U2sin?td(?t)?2??03、负载两端电压、流过负载的电流及二极管两端最高反相电压与流Uo?单相半波整流电压的平均值为：流过负载电阻RL的电流平均值为：U过二极管的平均电流。 UoIo??0.452RLRL

流经二极管的电流平均值与负载电流平均值相等，即：UID?Io?0.452RL二极管截止时承受的最高反向电压为u2的最大值，即：URM?U2M?2U2例 有一单相半波整流电路，如图5-2（a）所示。已知负载电阻RL?750 ?，变压器副边电压U2?20 V，试求Uo、Io，并选用二极管。解Uo?0.45U2?0.45?20?9 (V)Io?Uo9??0.012 (A)?12 (mA)RL750ID?Io?12 (mA)UDRM?2U2?2?20?28.2 (V)查半导体手册，二极管可选用2AP4，其最大整流电流为16mA，最高反向工作电压为50V。为了使用安全，二极管的反向工作峰值电压要选得比UDRM大一倍左右。2

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+u1－a+u2－D3bD4D1RLD2+uo－+u1－+u2－RL+uo－(a) 原理电路(b) 简化画法二、 单相桥式整流电路 1、电路结构

+u1－a⊕+u2－－VD3bVD1RL+uo－ 由四个二极管接成电桥的形式构成的。 1、工作原理

u2为正半周时，a点电位高于b点电位，二极管D1、D3承受正向电压而导通，D2、D4承受反向电压而截止。此时电流的路径为：a→D1→RL→D3→b。

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u20iD1π2π3π4πωt u2为负半周时，b点电位高于a点电位，二极管D2、D4承受正向

0π2π3π4πωt电压而导通，D1、D3承受反向电压而截止。此时电流的路径为：b→D2→RL→D4→a。 uo0π2π3π4πiD2ωt

0π2π3π4πωt

正、负半周交替工作后波形的合成情况

+u1－a－VD4+u2－⊕b4

RLVD2+uo－

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例：试设计一台输出电压为24V，输出电流为lA的直流电 源，电路形式可采用半波整流或全波整流，试确定两种电路形式的变压器副边绕组的电压有效值，并选定相应的整流二极管。3、负载两端电压、流过负载的电流及二极管两端最高反相电压与流解：（1）当采用半波整流电路时，变压器副边绕组电压有效值为：过二极管的平均电流。 Uo24U2???53.3V0.450.45

整流二极管承受的最高反向电压为：

最高反向工作电压为200V。

单相全波整流电压的平均值为：Uo?1?URM?2U2?1.41?53.3?75.2V流过整流二极管的平均电流为：ID?Io?1A因此可选用2CZ12B整流二极管，其最大整流电流为3 A，?0?2U2sin?td(?t)?22?U2?0.9U2流过负载电阻RL的电流平均值为：UUIo?o?0.92RLRL流经每个二极管的电流平均值为负载电流的一半，即：U1ID?Io?0.4522RL每个二极管在截止时承受的最高反向电压为u2的最大值，即：URM?U2M?2U2整流变压器副边电压有效值为：UU2?o?1.11Uo0.9整流变压器副边电流有效值为：U2U2I2??1.11?1.11IoRLRL由以上计算，可以选择整流二极管和整流变压器。5