整流与滤波电路

巩固练习
• 1、将 电转变为 电的过程叫整流。 • 2、整流电路按被整交流电的相数可分 • 为 整流与 整流；按整流后输出电压 的波形可分为 整流 整流。 • 3、在单相半波整流电路中，如果电源变压器副边 感应电压为10V,则负载电压将是 。 • 4、在单相全波整流电路中，如果电源变压器副边 感应电压为10V,则负载电压将是 。
+
u1 u2
RL
io 0
uo 0
-
在交流电压u2的负半周（π~2π）：
T
b
a
VD
u1
u2
b
iD
- iD iL
iL
RL
uo u 2
+
+
问题探究
请自行分析，二极管极性对 调后输入输出电压波形分析
a
VD
RL
u2
0
u2
b
uo
t
u
o
0
uo 0 uο u2
t
VD 截止
VD 导通
u2负半周导通，正半周截止
（2）v1负半周时，T次级A点电位低于B点电位，在v2b的 作用下，V2导通（V1截止），iV2自上而下流过RL； 可见，在v1一周期内，流过二极管的电流iV1 、iV2叠加形 成全波脉动直流电流 iL，于是RL两端产生全波脉动直流电压 vL。故电路称为全波整流电路。
3．负载和整流二极管上的电压和电流 （1）负载电压VL
新课讲解（三）负载电压和电流
输入电压
脉动直流电 压
输出电压
单相半波整流电路输入与输出电压波形图
新课讲解
数学理论证明，一个周期内， 半波整流电路输出电压的平均 1 值是交流电压峰值的 有效值
Uo 2U 2

0.45U 2
负载电流的平均值 Uo U2 IL 0.45 RL RL
新课讲解
U RM 2U 2 2 15V 15 2V 21.21V
巩固练习
单相半波整流电路的变压器二次电压为20V，负 载电阻RL为750Ω ，试计算： （1）整流输出电压UO （2）二极管通过的电流和承受的最大反向电压 解： U o 0.45U 2 0.45 20V 9V
Uo 9V ID IL 0.012A 12mA RL 750
T
a
VD
u 2 /V
RL
0
u1 u2

2
3
4
t/rad
+
b
例题讲解
单相半波整流电路的变压器二次电压为15V，负 载电阻RL为10Ω ，试计算： （1）整流输出电压UO （2）二极管通过的电流和承受的最大反向电压 解： U o 0.45U 2 0.4515V 6.75V
U o 6.75V ID IL 0.675A RL 10
（二）整流电路的类型 利用二极管的单向导电性可 实现单相整流和三相整流；其中 单相整流电路常用的有半波整流 电路，变压器抽头式全波整流电 路和桥式全波整流电路。
新课讲解
单相半波整流电路
电路组成及电路图 整流原理 负载电压和负载电流的平均值 整流元件的选择 课堂小结
新课讲解
（一）单相半波整流电路组成及电路图 单相半波整流电路由电源变压 器T的副边绕组、整流二极管VD和 负载RL串联组成
u
RL
课前 导入
手机电池提供的是交流电 还是直流电？
3.7V
师 生 互 动
有没有留意过手 机电池的铭牌,上面 写的额定电压是多 少伏？
课前 导入
充电器和哪种电能直接连接的呢？ 低压 交流 电
低压 直流 电
市电 220V 50HZ
降压
变换
负载
一起来学习如何将市电 220V,50HZ 的交流电变换成低压直 流电——整流电路。
+
iD
iD iL
iL
RL
uo u 2
-
负载上 此时二极管VD正偏导通。 电压值 电流 i L 流通的路径： RL VD 波形图
b
-
a
b
新课讲解
在交流电压u2的负半周（π~2π）：
T
a
VD
RL
u1
u2
b
io 0 uo 0
+
此时二极管VD反偏截止，负 载RL上电流、电压均为零
波形图
新课讲解 二极管正偏导通时输入与输出电压波形分析
用示波器分别测量整流电路降压后的 输入交流电的波形和输出低压直流电 的波形，请观察实验现象，比较输入 低压交流电和输出低压直流电波形的 演 变化。 示
实 验
T
课前 导入
a
VD
RL
Uo
u1
u2
b
新课讲解
Байду номын сангаас
整流电路的基本知识 （一） 整流电路的功能 整流电路的功能是将交流电转换 成脉动直流电。
新课讲解
JAMP
▪ 整流原理 单相半波整流电路的整流原理是利 用二极管的 单向导电性。 ▪ 电路特点 电路简单，使用的元件少 优点： 缺点：输出电压脉动 很大 ,效率低 ▪ 二极管的选取 在选用整流二极管时应重点考虑 最大的整流电流和最高的反向工作电压。
新课讲解
单相变压器抽头式全波整流电路
电路组成及电路图 整流原理 负载电压和负载电流的平均值 整流元件的选择 电路的特点及适用范围
VL 0.9V2
（2）负载电流IL
V L 0.9V 2 IL RL RL （3）二极管的平均电流IV
（1.2.5）
（1.2.6）
IV
1 IL 2
（1.2.7）
（4）二极管承受反向峰值电压V RM
VRM 2 2V2
（1.2.8）
缺点：单管承受的反峰压比半波整流高一倍，变压器 T需中心抽头。
a VD
u2
+
+
+
0
e2 u2
iD
iL
RL
-
u0 = e2u2
u
o
t
-
0
b
VD 导通
t
BACK
新课讲解 二极管反偏截止时输入与输出电压波形分析
a VD
u2
0
RL
e 22 u u0 = 0
u
+
t
o
+
-
b
0
VD 导通 VD 截止 t
uο u2 uo 0
BACK
u2正半周导通，负半周截止
a
+
VD
电子线路
§5-1整流与滤波电路1
课前回顾
半导体二极管的基本知识 （一）结构与符号 半导体二极管由1个PN结加上 两个接触电极、引线和管壳构 成的
VD A （正极） K （负极）
课前回顾
（二）半导体二极管的特性 半导体二极管的主要特性是具有
单向导电性。
VD1 VD2 1
加正向电压（正极接 加反向电压（正极 VD2 高电位，负极接地电 接低电位，负极接 位）导通 高电位）截止
u2
0
RL
e 22 u
-
u0 = 0
u
o
t
b
0
VD 导通 VD 截止 t
uο u2 uo 0
结论：在交流电的一个周期内，二极管在 半个周期导通，半个周期截止，输出波形为 输入波形的一半。故电路称为半波整流电路。
问题探究
在交流电压u2的正半周（0~π ）：
T
a
VD
二 极 管 极 性 对 调 整 流 原 理 分 析
1. 电路如图：
变压器中心抽头式 全波整流 桥式
V1 、 V2 为性能相同 的 整 流二 极 管； T 为 电 源变压器，作用是产生 大小相等而相位相反的 v2a和v2b。
变压器中心抽头式全波 整流电路
2. 工作原理： （1）v1正半周时，T次级A点电位高于B点电位，在v2a作 用下，V1导通（V2截止），iV1自上而下流过RL；
5、如图所示电路，试画出电路的输出波形图。(图中 e2 a e2b )
VD1
全波整流电路
T
e2 a
R
ui
e1
e2b
VD2
0
t
uo
0
t
T
a
降 压
VD
整 流
u1
u2
b
RL
新课讲解
（二）单相半波整流电路整流原理 设变压器副边感应交流电压为
u2 2U 2 sin t
式中，U2为交流电压的有效值
因为交流电的方向是随时间 变化的，因此整流过程按u2正、 负两个半周来分析
新课讲解
在交流电压u2的正半周（0~π）：
T
a
VD
+
u1 u2
URM 2U2 2 20V 20 2V 28.28V
JAMP
拓展练习 • 在单相半波整流电路中： • （1）当二极管内部短路，整流电路会出现 什么问题？ • （2）当二极管内部断路，整流电路会出现 什么问题？ • （3）当负载短路，整流电路会出现什么问 题？
故 障 排 除
课堂小结
（四）整流元件的选择 ▪ 最大整流电流 电路中流过整流二极管 VD的 平均电流ID与流过负载RL的直流电 流IL相等 I D I L 可见，选用整 流二极管时，必须满足：
I Dm I D
JAMP
新课讲解
▪ 最高反向工作电压 在交流电压的负半周，二极 管所承受的最高反向电压为u2的 峰值，即 U Rm 2U 2