杜德昌电工电子技术基础与技能71整流电路

杜德昌电工电子技术基础与技能71整流电路第一页，共28页。第七章直流稳压电源第一节整流电路

第二页，共28页。第一节整流电路

整流的概念；理解整流电路的工作过程及不同类型的整流电路的优点；了解晶闸管可控整流电路。

【教学目标】应知：

应会：能分析负载上电压的波形，会根据电压波形判断电路的故障点；正确计算电压、电流平均值，会根据电路要求选择整流电路元件参数。第三页，共28页。第一节整流电路

【教学重点】

整流的概念及意义；整流电路的工作过程分析以及元件参数的选择。

【教学难点】

整流电路各点的电压波形分析及元件参数的选择。第四页，共28页。直流稳压电源稳压流程[动画演示]：直流稳压电源稳压流程第五页，共28页。一、单相半波整流1.单相半波整流电路实验[做中教]：单相半波整流电路实验

(a)电路图(b)实物图(c)波形图

分组试验总结第六页，共28页。一、单相半波整流

学生分组实验（1）根据电路图，将一只变压器、一个整流二极管、一个负载电阻连接电路。（2）闭合开关，用示波器观察交流输入端电压u1、负载两端电压u1的波形，并对波形特点作比较。（3）用万用表测量交流输入端电压、负载两端电压，比较两者数值关系。（4）交换二极管的正负极，再次观察比较u1

、u2波形特点。（5）小组提交实验结果：u1、u2波形特点；输入端电压与负载两端电压数值关系。第七页，共28页。一、单相半波整流

总结（1）波形特点：示波器显示u1为单相正弦波，负载RL上波形只有正弦波的半个波，故该整流电路称半波整流电路。（2）用万用表测量负载两端电压为交流输入端电压的0.45倍。（3）交换二极管得到反向的半波。第八页，共28页。一、单相半波整流2.单相半波整流电路工作过程[动画演示]：单相半波整流工作过程

分析：u1正半周时，a端正，b端负，二极管在正向电压作用下导通，电流由a经VD、RL到b。因二极管正向压降很小，负载电压；负半周时，a端负，b端正，二极管在反向电压作用下截止，负载中的电流iL=0，负载两端的电压uL=0。可见，在交流电压的一个周期内，RL上只在半个周期有单方向的电流，从而实现了整流。反向工作过程类似。

第九页，共28页。一、单相半波整流3.单相半波整流电路的计算负载RL上的直流电压可用其平均值来表示其大小，计算公式是

U1是变压器二次电压有效值负载RL上通过的直流电流可以由欧姆定律算得第十页，共28页。一、单相半波整流4.电路元件参数选择（1）变压器的选用其二次电压与负载要求电压有关，可根据半波整流时二者关系式换算（2）半波整流二极管的选用二极管的最大整流电流应大于二极管正向导通时电流

反向耐压值应大于变压器次级电压的最大值5．实际应用半波整流电路的优点是电路简单，使用的元件少。但缺点是输出电压脉动很大，效率低，所以只能应用在对直流电压波动要求不高的场合，例如蓄电池的充电等。第十一页，共28页。二、单相桥式全波整流1.单相桥式全波整流电路实验[做中教]：单相桥式全波整流电路实验

(a)电路图(b)实物图(c)波形图

分组试验总结第十二页，共28页。二、单相桥式全波整流

学生分组实验（1）根据电路图，将一只变压器、四个整流二极管、一个负载电阻连接电路。（2）闭合开关，用示波器观察交流输入端u1、负载两端电压u2的波形，并对其波形特点作比较；（3）用万用表测量交流输入端电压、负载两端电压，比较两者数值关系；（4）小组提交实验结果：u1、u2波形特点；输入端电压与负载两端电压数值关系。

第十三页，共28页。二、单相桥式全波整流

总结（1）波形特点：示波器显示u1为单相正弦波，负载RL上波形为全波脉动的直流电压，故称全波整流电路。（2）用万用表测量负载两端电压为交流输入端电压的0.9倍。第十四页，共28页。二、单相桥式全波整流2.单相桥式全波整流电路工作过程[动画演示]：单相桥式全波整流工作过程

分析：在u1的正半周，a端正、b端负，二极管VD1和VD3在正向电压作用下导通，VD2和VD4在反向电压作用下截止，电流由a端，经VD1、RL、VD3流向b端，负载RL上得到一个半波电压和半波电流。

反向工作过程类似。

第十五页，共28页。二、单相桥式全波整流3.单相桥式全波整流电路的计算桥式整流是全波整流，若忽略二极管的管压降，负载电压和电流都为半波整流的两倍

第十六页，共28页。二、单相桥式全波整流4.电路元件参数选择（1）变压器的选用其二次电压与负载要求电压有关，可根据全波整流时二者关系式换算（2）半波整流二极管的选用桥式全波整流时，二极管中的电流是负载电流的一半

反向耐压值第十七页，共28页。二、单相桥式全波整流5.应用桥式全波整流电路的脉动性比半波整流输出的直流电压和电流脉动程度要小，而且电能利用率高，所以广泛应用于整流电路中。目前，小功率桥式整流电路的四只整流二极管，被接成桥路后封装成一个整流器件，称“硅桥”或“桥堆”，不但使用方便而且性能稳定可靠。常见整流桥外形如图所示，选用时应注意它们的额定电流和允许的反向电压要符合整流电路的要求，使用时认真阅读使用说明书，清楚它们的安装方式和冷却方式以及外引线的极性等。

常见整流桥外形图

第十八页，共28页。二、单相桥式全波整流【例题7-1】

有一个直流负载，它的额定电压是15V，额定电流为lA，若用单相桥式整流电路供电，求变压器的次级电压应为多少?应选择何种型号的二极管?

解：根据题意可知，负载电压，负载电流=1A。得，变压器次级电压

根据二极管选择标准可分别求得电流和反向耐压值，即根据

IFM、URM的值查晶体管手册，可选用整流电流为1A，额定反向电压为100V的2CZ55C型二极管4只。

第十九页，共28页。三、晶闸管可控整流1.电路组成第二十页，共28页。三、晶闸管可控整流2.工作过程[动画演示]：晶闸管可控整流工作过程

在u1的正半周，a端正、b端负，在

时刻加入触发脉冲

晶闸管T1、二极管VD2在正向电压作用下导通，晶闸管T2、二极管VD1在反向电压作用下截止，电流由a端，经T1、RL、VD2流向b端，负载RL上得到一个半波的可控电压。

在u1的正半周，a端正、b端负，在

时刻加入触发

脉冲，晶闸管T2、二极管VD1在正向电压作用下导通，晶闸管T1、二极管VD2在反向电压作用下截止，电流由b端经T2、RL、VD1流向a端，负截RL上又得到一个与正半周同向的半波可控电压。

第二十一页，共28页。三、晶闸管可控整流3.负载上的直流电压和电流只要改变控制角

便可调节输出直流电压的大小电压的可控范围为0～0.9

第二十二页，共28页。三、晶闸管可控整流4.电路元件参数选择（1）变压器的选用其二次电压与负载要求电压有关，可根据可控整流时二者关系式换算（2）晶闸的选用反向耐压值额定正向平均电流一般为

单相全波可控整流实现了对输出电压的控制，广泛应用于电压可调的电路中，例如用于直流电机可以实现无极调速。5.应用第二十三页，共28页。三、晶闸管可控整流【例题7-2】

有一纯电阻负载，需要可调的直流电压解：(1)设在（晶闸管导通角）时，则变压器二次侧电压有效值为：

,电流

,现在采用单相全波可控整流电路，试求：（1）所选用电源变压器的二次侧电压为多少；（2）估选晶闸管。

考虑到电网电压的波动等原因将计算值加大10%，即（2）晶闸管承受的最大反向电压和可能承受的最大正向电压等于电源电压的最大值，即

晶闸管的额定正向平均电流

所以，选用50A、400V的晶闸管

第二十四页，共28页。【课堂练习】第一节整流电路如图所示的单相桥式整流电路中，若出现以下问题，试分析对电路工作的影响。（1）二极管VD1极性被接反；（2）二极管VD2由于脱焊开路；（3）二极管VD3被击穿短路；（4）负载被短路。第二十五页，共28页。【课堂小