2单相整流电路

第二节单相整流电路将交流电流变换成单向脉动电流的过程叫作整流，整流电路就是利用二极管的单向导电性将交流电转换成直流电的电路。单相整流电路分为半波整流、全波整流、桥式整流及倍压整流电路等。一、单相半波整流电路(一)电路组成及工作原理图7-2a所示为单相半波整流电路图，电路由电源变压器Tr、整流二极管VD和负载电阻RL组成。图7-2单相半波整流电路及波形图a.电路图b.波形图uDioVDu1TrABRLuou2aωtπ4π3π2πOu2ωtOuoωtOio=iDb工作原理u2为变压器副边的交流电压，。由于整流二极管具有单向导电特性，因此，当u2为正半周时，A端电位高于B端电位，整流二极管VD正偏导通（忽略二极管正向导通压降）；而当u2为负半周时，B端的电位高于A端，整流二极管VD反偏截止，因而在u2的一个周期内，负载电阻RL的电压波形如图7-2b所示。由于流过负载的电流和加在负载两端的电压只有半个周期的正弦波，故称半波整流。tUusin222（二）负载上的直流电压和直流电流直流电压是指一个周期内脉动电压的平均值，可用下式式（7-1）表示了半波整流电路的直流分量是交流电压有效值的0.45倍。流过负载RL上的直流电流IO为22202045.0222)()sin(221)(21UUtdtUtduUoOLLOORURUI245.0（三）整流二极管的选择1.二极管正向平均电流ID由图7-2b可知，流过整流二极管的平均电流ID与流过负载的电流相等，即2.二极管承受的最大反向电压URM在半波整流电路中，当二极管反向截止时，电压u2的负半周将全部加在二极管两端，且为反向电压。LODRUII245.022UURM二极管的选择因此，这时二极管承受的反向峰值电压URM就是变压器次级电压的最大值，即所以，选择半波整流电路中的整流二极管时，应是管子的最大正向电流IFM和最高反向峰值电压URM满足：22UURMOFMII22UURM二、单相桥式整流电路单相桥式整流电路由变压器和4个同型号的二极管接成电桥形式组成，如图7-3所示。iD1,3iD2,4VD4VD3VD2VD1Tru1u2abRLuoaVD1~VD4Tru1u2abRLuobOOOiD1,iD3iD2,iD4iD1,iD3π4π3π2πωtu2ωtioωtuoD1D3导通D2D4导通D1D3导通D2D4导通iD2,iD4c图7-3单相桥式整流电路及波形a．桥式整流电路b.简化画法c.波形图（一）工作原理图中Tr为变压器，其作用是将电网上的交流电压u1变为整流电路要求的交流电压u2，RL是要求直流供电的负载电阻。为计算方便，把二极管作理想元件处理，即认为它的正向导通电阻为零，反向截止电阻为无穷大工作原理整流过程如下：当u2为正半周时，即a端为正，b端为负，这时VD1、VD3导通，VD2、VD4截止，电流的通路是a→VD1→RL→VD3→b，如图中实线箭头所示，当u2为负半周时，VD2、VD4导通，VD1、VD3截止，电流的通路是b→VD2→RL→VD4→a，如图中虚线所示。由此可见，无论u2处于正半周还是负半周，都有电流分别流过两对二极管，并以相同方向流过负载RL，输出波形如图7-3c所示。显然，它是单方向的全波脉动波形。（二）负载上的直流电压和直流电流从上面的分析得知，桥式整流中负载所获得的直流电压比半波整流电路提高了一倍。即表示了桥式整流电路的直流分量是交流电压有效值的0.9倍。流过负载RL上的直流电流IO为229.045.02UUUOLORUI29.0（三）整流管的选择1.二极管正向平均电流ID在桥式整流电路中，二极管VD1、VD3和VD2、VD4轮流导通，分别与负载串联，因此流过每个二极管的平均电流为IO的一半，即LLODRURUII2245.029.021整流管的选择2.二极管承受的最大反向电压URM二极管所承受的最大反向电压可以从图7-3中看出。在u2正半周时，VD1、VD3导通，这时u2直接加在VD2、VD4上，因此，VD2、VD4所承受的最大反向峰值电压URM为u2的峰值，即222UUUmRM整流管的选择同理，u2负半周时，VD1、VD3所承受的最大反向电压也是。所以，选择桥式整流电路中的整流二极管时，应使管子的最大正向电流IFM和最高反向峰值电压URM满足：OFMII2122UURM