項(xiàng)目八穩(wěn)壓電源－課題1 二極管整流電路

項(xiàng)目八穩(wěn)壓電源課題一二極管整流電路學(xué)習(xí)導(dǎo)入當(dāng)今社會人們極大的享受著電子設(shè)備帶來的便利，但是任何電子設(shè)備都有一個(gè)共同的電路——電源電路。電源功率的大小，電流和電壓是否穩(wěn)定，將直接影響電子設(shè)備的工作性能和使用壽命，因此，穩(wěn)壓電源是生活和生產(chǎn)中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。穩(wěn)壓電源的分類方法繁多，按輸出電源的類型分有直流穩(wěn)壓電源和交流穩(wěn)壓電源，小功率直流穩(wěn)壓電源一般由整流、濾波、穩(wěn)壓等幾個(gè)步驟組成，經(jīng)過這幾個(gè)步驟將交流電源轉(zhuǎn)化得到直流電源。本章將重點(diǎn)介紹整流、濾波、穩(wěn)壓的常用電路及其工作原理。學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知識目標(biāo)：掌握整流電路的工作原理。掌握電容、電感、復(fù)式濾波電路的工作原理。掌握穩(wěn)壓電路的工作原理。2.能力目標(biāo)：掌握整流電路基本物理量的計(jì)算方法。掌握電容濾波電路的參數(shù)計(jì)算方法。一、半波整流電路

利用二極管的單向?qū)щ娞匦詫⒔涣麟妷鹤儞Q成單向脈動(dòng)電壓的過程稱為整流。用來實(shí)現(xiàn)這一目的的電路稱為整流電路。根據(jù)交流電源的相數(shù)，整流電路分為單相整流電路和三相整流電路。單相整流電路根據(jù)整流電壓波形，又可分為半波整流電路和全波整流電路，其中常用的全波整流包括單相全波整流和單相橋式整流，下面將逐一介紹。

一、半波整流電路

二極管半波整流電路實(shí)際上利用了二極管的單向?qū)щ娞匦?。?dāng)輸入電壓處于交流電壓的正半周時(shí)，二極管導(dǎo)通。當(dāng)輸入電壓處于交流電壓的負(fù)半周時(shí)，二極管截止，輸出電壓uD=0。半波整流電路輸入和輸出電壓的波形如圖8-1所示。

一、半波整流電路

半波整流電路負(fù)載上得到的整流電壓雖然是單方向的（極性一定），但其大小是變化的。這種稱為脈動(dòng)直流電壓，常用一個(gè)周期的平均值來說明它的大小。單相半波整流輸出電壓的平均值為：式中——變壓器次級電壓有效值。

一、半波整流電路丄式說明，如變壓器次級用交流電壓表測出二次側(cè)電壓為10V(有效值）時(shí)，則半波整流后，在負(fù)載上用直流電壓表測得的電壓只有4.5V(平均值）。負(fù)載電流的平均值可由下式求得：就是的峰值電壓，即：

一、半波整流電路通過上述分析可以得到半波整流電路的基本特點(diǎn)如下：1）半波整流輸出的是一個(gè)脈動(dòng)直流電壓。2）半波整流電路的交流利用率為50%。

3）實(shí)際電路中，半波整流電路二極管和電容的選擇必須滿足負(fù)載對電流的要求。

二、全波整流電路

全波整流電路，可以看作是由兩個(gè)半波整流電路組合成的。全波整流電路如圖8-3所示。

設(shè)交流電的正、負(fù)半周以圖示為準(zhǔn)，在正半周時(shí)二次側(cè)線圈的電壓極性均為上正下負(fù)(因?yàn)槭峭较蚶@的），此時(shí)VD1導(dǎo)通，VD2不導(dǎo)通。二次側(cè)線圈電壓在負(fù)半周時(shí)，電壓極性與之前相反（如圖8-3中帶圓圈的正、負(fù)號所示），可知VD2導(dǎo)通，VD1不導(dǎo)通。因此，在負(fù)載上得到的是正、負(fù)半周都有整流輸出的波形，故稱為全波整流。其整流輸出電壓平均值為半波整流的兩倍。單相全波整流的輸出電壓波形如圖8-4所示二、全波整流電路

全波整流電路的整流電壓的平均值為：

負(fù)載電阻中的直流電流也增加了一倍，則：

但是，由于兩個(gè)二極管是輪流導(dǎo)通的，每個(gè)二極管的平均電流只有負(fù)載直流電流的一半，即：

在全波整流電路中，每個(gè)二極管所承受的最高反向電壓為變壓器次級總電壓的最大值，而次級總電壓為2U2，因此：

二、全波整流電路

通過上述分析可以得到全波整流電路的基本特點(diǎn)如下：1）全波整流輸出的是一個(gè)直流脈動(dòng)電壓。2）全波整流電路的交流利用率為100%。3）實(shí)際電路中，全波整流電路中二極管和電容的選擇必須滿足負(fù)載對電流的要求。

二、全波整流電路

三、單相橋式整流

當(dāng)變壓器二次側(cè)電壓為正半周（上正下負(fù)）時(shí)，二極管VD1與VD3導(dǎo)通，負(fù)載電阻上得到一個(gè)與相同的電壓波形，是上正下負(fù)的。當(dāng)為負(fù)半周（上負(fù)下止）時(shí)，二極管VD2與VD4導(dǎo)通，相同，并且經(jīng)過二極管的引導(dǎo)仍為上正下負(fù)，負(fù)載上得到的是正、負(fù)載電阻上得到的波形仍與負(fù)半周都有的單向脈動(dòng)電壓波形。因此，橋式整流和全波整流的輸山電壓波形是相似的，如圖8-6中所畫的波形示意圖。

三、單相橋式整流

橋式整流電路的整流電壓和整流電流的大小與全波整流電路是一樣的，因此可知：

每兩個(gè)二極管串聯(lián)導(dǎo)通半周，因此，每個(gè)二極管中流過的平均電流也和全波整流一樣，

但是，二極管截止時(shí)所承受的最大反向電壓與單相全波整流電路不同。截止管所承受的最高反向電壓就是變壓器二次側(cè)電壓的最大值，即：

為負(fù)載電流的一半，即：

三、單相橋式整流

通過上述分析，可以得到橋式整流電路的基本特點(diǎn)如下：1）橋式整流輸出