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頭提到的典型問題：交流電如何轉(zhuǎn)換成直流電？要經(jīng)過哪幾個環(huán)節(jié)？工作原理是怎樣的？本節(jié)及后面幾節(jié)會告訴我們答案。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周期，有電流流過負(fù)載；另半個周期因二極管反偏截止，沒有電流流過負(fù)載。如此反復(fù)，負(fù)載得到的始終是同一個方向的電流，從而達(dá)到整流的目的。

缺點：半波整流電路降低了電源的的效率，整流電流的脈動成分太大，只適用于整流電流較?。◣资涟惨韵拢┗?qū)γ}動要求不嚴(yán)格的直流設(shè)備中。2．實例應(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：因為由，變壓器二次電壓的有效值為二極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。解：由可得變壓器二次電壓的有效值為同時考慮到變壓器及二極管的損耗，變壓器的二次電壓應(yīng)比計算值高出10%:因此，二極管承受的反向工作電壓為通過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)試濾波電路無論哪種整流電路，它們的輸出電壓都含有較大的脈動成分。除了在一些特殊的場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，VD1和VD3導(dǎo)通，給C充電,u2達(dá)到最大值時，C兩端電壓充到最大值。

當(dāng)u2從最大值開始下降時，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沒有放電回路）時:0tuo

2

當(dāng)RL

為有限值時:此時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,流過二極管的平均電流