电子技术基础项目化教程课件 项目三 直流稳压电源的设计 3.2.2 整流电路

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能将大小和方向都随时间变化的工频交流电变换成单方向的脉动直流电的过程称为整流。利用二极管的单向导电性，就能组成整流电路。一般电子设备中电子电路所需直流电源电压值不高，往往要经变压器降压后再进行整流。常用的整流元件是二极管；常用的整流电路有半波、全波和桥式整流电路3种。3.2.2整流电路下页上页首页

单相半波整流电路如图3－2

所示1.半波整流下页上页首页

（1）工作原理

u2的波形如图3－3（a）所示。设u2的正半周期间，二次绕组电压瞬时极性上端a为正，下端b为负，二极管VD正偏导通，二极管和负载上有电流流过，方向如图3－2（d）所示。在u2的负半周期间，二次绕组的瞬时极性上端a为负，下端b为正，VD反偏截止，RL上电压为零，二极管上反偏电压uD=u2。图3－2单相半波整流电路

负载RL上电压和电流波形如图3－3（b）、（c）所示。该电路只利用了电源电压u2的半个周期，故称半波整流电路。下页上页首页图3－3半波整流电路波形图

2）主要参数

用于描述整流电路性能好坏的主要参数有：输出电压平均值、输出电流平均值、脉动系数和二极管承受的最大反向电压等。

1）输出电压平均值：输出电压在一个周期内的平均值。

2）输出电流平均值：输出电流在一个周期内的平均值。

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3）脉动系数是用于衡量整流电路输出电压平滑程度的参数，其定义为整流输出电压的基波峰值与输出电压平均值之比。

4）二极管承受的最大反向电压：下页上页首页

（3）整流二极管的选择

半波整流电路流经二极管的电流iD与负载电流iL相等，在选择二极管时，二极管的最大整流电流IF≥ID，即

二极管所承受的最大反向电压UDM等于二极管截止时两端电压的最大值，即交流电源u2负半波的峰值。故要求二极管的最大反向工作电压为：下页上页首页

通常允许电网电压有变动，所以实际选择整流二极管时，为了保证电路能够安全工作，需满足：

下页上页首页2.桥式整流

单相桥式整流电路如图3－4所示。下页上页首页图3－4

单相桥式整流电路单相桥式整流电路简化画法（1）工作原理

设电源变压器二次绕组电压u2正半周时瞬时极性上端a为正，下端b为负。二极管VD1、VD3正偏导通，VD2、VD4反偏截止。电流由a端流经二极管VD1，经电阻RL、二极管VD3返回b端,负载上电压极性为上正下负。负半周时，u2瞬时极性a端为负，b端为正，二极管VD1、VD3反偏截止，VD2、VD4正偏导通。电流由b端流经二极管VD2，经电阻RL、二极管VD4返回a端,负载上电压极性同样为上正下负。

u2、iD、uo及iL波形如图3－5所示。下页上页首页下页上页首页

（2）主要参数

1）输出电压平均值：输出电压在一个周期内的平均值。

2）输出电流平均值：输出电流在一个周期内的平均值。

3）脉动系数是用于衡量整流电路输出电压平滑程度的参数，其定义为整流输出电压的基波峰值与输出电压平均值之比。

4）二极管承受的最大反向电压：下页上页首页

（3）整流二极管的选择

在桥式整流电路中，四个二极管分二次轮流导通，流经每个二极管的电流，为负载电流的一半。选择二极管式IF≥ID，即

二极管截止时最大反向电压UDM等于U2的最大值，即下页上页首页

通常允许电网电压有变动，所以实际选择整流二极管时，为了保证电路能够安全工作，需满足：下页上页首页

例3-1

在单相桥式整流电路中，已知变压器副边电压有效值U2=20V，负载电阻RL=150Ω，试求：①输出电压平均值和输出电流平均值。②流过二极管电流的平均值和二极管所承受的最大反向电压。③当电网电压的波动范围为时，整流二极管的最大整流平均电流和最高反向工作电压至少为多少？

解：①输出电压平均值为：

输出电