单相整流电路ppt课件
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单相相控整流电路-PPT课件
IT(AV) 56 .6 A
（5）晶闸管承受的最高电压：
U 2 U 2 220 311 V m 2
考虑(2~3)倍安全裕量，晶闸管的额定电压为 U ( 2 ~ 3 ) U ( 2 ~ 3 ) 311 622 ~ 933 V TN m
根据计算结果可以选取KP60-8G的晶闸管。
elecfans 电子发烧友 bbs.elecfans 电子技术论
(3) 晶闸管电流有效值和变压器二次侧电流有效 值 • 单相半波可控整流器中，负载、晶闸管和变压 器二次侧流过相同的电流，故其有效值相等， 即：
U π a 2 1 I I I sin 2 a T 2 R4 π 2 π
单相相控整流电路
整流电路：
整流电路· 引言
出现最早的电力电子电路，将交流电变为直流电。
整流电路的分类：
按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。 按电路结构可分为桥式电路和零式电路。 按交流输入相数分为单相电路和多相电路。
按变压器二次侧电流的方向是单向或双向，又分为
单拍电路和双拍电路。
2-2
单相半波可控整流电路(Single Phase Half
IdDR πa Id 2π
1p p a a2 I I d ( w t ) I DR d 0 2 p 2 pd
(4) 晶闸管和续流二极管承受的最大正反向电压 晶闸管和续流二极管承受的最大正反向电压均为 电源电压的峰值。
U U m 2 2
elecfans 电子发烧友 bbs.elecfans 电子技术论
1 8 0 ° a 1 8 0 ° 1 0 1 ° I I 2 01 5 . 6 A d D d 3 6 0 ° 3 6 0 °
180 a 180 101 I I 20 17 . 7 A D d 360 360
（5）晶闸管承受的最高电压：
U 2 U 2 220 311 V m 2
考虑(2~3)倍安全裕量，晶闸管的额定电压为 U ( 2 ~ 3 ) U ( 2 ~ 3 ) 311 622 ~ 933 V TN m
根据计算结果可以选取KP60-8G的晶闸管。
elecfans 电子发烧友 bbs.elecfans 电子技术论
(3) 晶闸管电流有效值和变压器二次侧电流有效 值 • 单相半波可控整流器中，负载、晶闸管和变压 器二次侧流过相同的电流，故其有效值相等， 即：
U π a 2 1 I I I sin 2 a T 2 R4 π 2 π
单相相控整流电路
整流电路：
整流电路· 引言
出现最早的电力电子电路，将交流电变为直流电。
整流电路的分类：
按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。 按电路结构可分为桥式电路和零式电路。 按交流输入相数分为单相电路和多相电路。
按变压器二次侧电流的方向是单向或双向，又分为
单拍电路和双拍电路。
2-2
单相半波可控整流电路(Single Phase Half
IdDR πa Id 2π
1p p a a2 I I d ( w t ) I DR d 0 2 p 2 pd
(4) 晶闸管和续流二极管承受的最大正反向电压 晶闸管和续流二极管承受的最大正反向电压均为 电源电压的峰值。
U U m 2 2
elecfans 电子发烧友 bbs.elecfans 电子技术论
1 8 0 ° a 1 8 0 ° 1 0 1 ° I I 2 01 5 . 6 A d D d 3 6 0 ° 3 6 0 °
180 a 180 101 I I 20 17 . 7 A D d 360 360
《单相桥式全波整流电路》上课PPT
直流稳压电源
直流稳压电源一般由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路等组成。
电源变压器：将输入的220V或380V交流电压变换为所需的低压交流电； 整流电路：将低压交流电转换成脉动直流电； 滤波电路：减小电压的脉动，使输出电压平滑； 稳压电路：使输出的直流电压基本不受电网波动及负载变动的影响。
《单相桥式全波整流电路》
上课
《单相桥式全波整流电路》
《单相桥式全波整流电路》
各种家用电器、电子设备的运行都需要稳定的直流电源。在一般的 电子产品，如手机、MP3/MP4、小型扩音器等，通常使用电池供电， 但仍有大量电器设备，如日常生活中常用的电视机、手机充电器、家庭 影院等，往往将交流220V转换成直流稳压电源来供电。
《单相桥式全波整流电路》
u1 u2
u2
u1 u2
当输入信号为正半 周时，VD1、VD3导通， VD2、VD4截止，负载 上有半波输出。
当输入信号为负半 U0 周时，VD2、VD4导通， VD1、VD3截止，负载 上有半波输出。
《单相桥式全波整流电路》
【桥式整流电路参数估算】
直流输出电压平均值
2U2 u2
U o(AV) 0.9U 2
与半波整流电路相比，在相同的变压器次级电压下， 对二极管的参数要求相对较低，并且还具有输出电压高、 变压器利用率高、脉动小等优点，因此得到广泛应用。
《单相桥式全波整流电路》
课堂讨论
某单相桥式全波整流电路， 如果其中一只整流二极管VD2 出现下列问题：（1）反接（2） 虚焊（3）击穿，将会对电路 产生什么影响？
u1
u2
《单相桥式全波整流电路》
输入正半周
VD4
u1 u2
VD3
输入负半周
直流稳压电源一般由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路等组成。
电源变压器：将输入的220V或380V交流电压变换为所需的低压交流电； 整流电路：将低压交流电转换成脉动直流电； 滤波电路：减小电压的脉动，使输出电压平滑； 稳压电路：使输出的直流电压基本不受电网波动及负载变动的影响。
《单相桥式全波整流电路》
上课
《单相桥式全波整流电路》
《单相桥式全波整流电路》
各种家用电器、电子设备的运行都需要稳定的直流电源。在一般的 电子产品，如手机、MP3/MP4、小型扩音器等，通常使用电池供电， 但仍有大量电器设备，如日常生活中常用的电视机、手机充电器、家庭 影院等，往往将交流220V转换成直流稳压电源来供电。
《单相桥式全波整流电路》
u1 u2
u2
u1 u2
当输入信号为正半 周时，VD1、VD3导通， VD2、VD4截止，负载 上有半波输出。
当输入信号为负半 U0 周时，VD2、VD4导通， VD1、VD3截止，负载 上有半波输出。
《单相桥式全波整流电路》
【桥式整流电路参数估算】
直流输出电压平均值
2U2 u2
U o(AV) 0.9U 2
与半波整流电路相比，在相同的变压器次级电压下， 对二极管的参数要求相对较低，并且还具有输出电压高、 变压器利用率高、脉动小等优点，因此得到广泛应用。
《单相桥式全波整流电路》
课堂讨论
某单相桥式全波整流电路， 如果其中一只整流二极管VD2 出现下列问题：（1）反接（2） 虚焊（3）击穿，将会对电路 产生什么影响？
u1
u2
《单相桥式全波整流电路》
输入正半周
VD4
u1 u2
VD3
输入负半周
电子技术基础单相整流电路
整流电路的分类
半波整流电路
半波整流电路是一种简单的整流电路， 它只利用半个周期的交流电进行整流， 输出直流电的脉动较大，一般用于对 电源要求不高的设备。
全波整流电路
桥式整流电路
桥式整流电路是一种全波整流电路， 通过桥式电路将交流电整流为直流电， 具有较高的效率和稳定性。
全波整流电路利用一个周期的交流电 进行整流，输出直流电的脉动较小， 适用于对电源要求较高的设备。
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总结词
输出电压波形为完整的正弦波，直流分量较大，脉动较小。
详细描述
单相全波整流电路通过变压器将单相交流电转换为双相交流电，然后利用二极 管的单向导电性将双相交流电转换为直流电。输出电压波形为完整的正弦波， 直流分量较大，脉动较小。
单相桥式整流电路
总结词
输出电压波形与全波整流电路相同， 但电路结构简单，使用元件少。
电子技术基础单相整 流电路
目 录
• 整流电路概述 • 单相整流电路的类型 • 单相整流电路的工作原理 • 单相整流电路的应用 • 单相整流电路的调试与维护
01
整流电路概述
整流电路的定义和作用
整流电路的定义
整流电路是一种将交流电转换为 直流电的电子电路。
整流电路的作用
整流电路在电子设备和电力系统 中有着广泛的应用，主要用于将 交流电转换为直流电，以满足各 种电子设备对直流电源的需求。
整流电路的基本原理
整流二极管的单向导电性
整流二极管具有单向导电性，即正向导通、反向截止的特性 。在整流电路中，利用整流二极管的这一特性电性，将交流电的正半周和负半周 分别转换为直流电的正向电流和反向电流，最终输出直流电 。
单相相控整流电路
31
单相桥式半控整流电路 ——阻感性负载 假设负载中电感很大， L R 且电路已工作于稳态。 注意： 若没有续流二极管的情况： 1输出电压不出现负值 2 容易失控
32
b)
2
O ud
t t
Id Id
O id i VTO i VD1
4
t
Id Id
i VTO i VD 2
3
输出在0.9 U2~0之间连续可调； 控制角移相范围0 ~ π。 ②输出电流平均值 U
U 2 1 cos Id 0.9 . R R 2
d
22
单相桥式全控整流电路
③晶闸管电流平均值
I dVT
Id U 2 1 cos 0.45 . 2 R 2
④变压器二次侧电流有效值I2 ， 输出电流的有效值I
1
2U 2sin td t
2U 2
cos 0.9U 2cos
输出在0.9U 2 ~ 0之间连续可调； 控制角移相范围0 ~π／2。 直流平均电流Id
Ud Id R
26
单相桥式全控整流电路
晶闸管电流平均值：
I dVT
Id U2 0.45 .cos 2 R
1 2
2U 2sinωt 2 U2 1 ( ) d(ωt ) sin2 R 2 R 2
单相半波可控整流电路 ——基本数量关系 ⑤变压器二次侧电流有效值I 2，输出电流的有效值I
I 2 I I VT U2 1 sin2 2R 2
1,4
t t t t t
O
2,3
O i2 u O
第2章整流电路-单相整流电路
ud id
t1
uT1,4
t
t
i2
t
图2-5 单相桥式全控整流电路电阻负载 时电路及波形
§2
§2.1
单相桥式全控整流电路
电阻性负载
ud id
(1 cos )
数量关系
⑴ 输出直流电压的平均值Ud ：
Ud 1
t1
2U 2 sin td (t )
2U 2
uT1,4
负载：是各种工业设备，在讨论整流电路的原理时，各种负载
可等效为电阻性负载、电感性负载、反电动势负载等。 控制电路：包括功率器件的触发（驱动）电路和闭环控制电路 等，它是实现整流电路正常工作、达到预定目标的控制环节。
概 述
按交流电源的相数划分，整流电路又分为单相可控 整流电路和三相可控整流电路。 本章介绍单相可控整流电路并假定功率开关元件是理 想的（即导通压降为零、关断漏电流为零、开关时间为 零）。
2.1 单相可控整流电路
1 2 3 4 单相半波可控整流电路 单相桥式全控整流电路
单相桥式半控整流电路
晶闸管触发电路
基础知识预习
周期 T 、频率 f 、角频率 、角度 的关系：
T 1 / f 2 f t
电流电压的平均值与有效值：平均值为一个周期内瞬时值的积分 再平均；有效值为一个周期内瞬时值平方的积分再平均后再开方 （称方均根）。 直流电的平均值与有效值相等。周期性变化 的电压或电流用有效值来标定，其含义是从 作功角度上讲，有效值等同于相同幅值的直 流电压或电流。对于正弦波交流电，半周平 均值为有效值的 0.900倍，有效值是峰值的 0.707 倍。
u2 u1
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t
t
2 2U 2
b
6
(1)输出电压平均值
UO
22
U2
0.9U 2
(2)流过二极管的平均电流
IO
UO RL
0.9 U 2 RL
7
4. 单相桥式整流 1) 工作原理
输入正半周
+
uo u1
V4 u2
V3
输入负半周
V4 u1 u2
V3
2) 波形
u2
2U 2
单相桥式整流电路
O
2 3 t
+
V1
io RLuo
2) 选滤波电容
T
1 f
150 0.02 s
取
RLC
4T 2
0.04 s
C 0.04s 1 000 F 40
可选： 1 000 F，耐压 50 Uo=12V，直流电流 Io=60mA，电源用的是工频市电220V，50Hz，采用单相桥式 整流电容滤波电路，试选择电路中的元件。
UDRM 2VI 2 10 14.1(V) (3) 选择滤波电容
取RLC=2T，得电容容量为
UCM 2VI 14.1(V)
根据上面计算所得和参数，查表就可选择合适的电路元件。
18
2、电感滤波电路 L
+
~
u2
整流后的输出电压：
直流分量被电感 L 短路 交流分量主要降在 L 上 RL 电感越大，滤波效果越好
2U 2 uO
o
iD = iO
Im
o uD
o
2U
2 3 t
2 3 t 2 3 t 2 3 t
9
例：有一直流负载，需要直流电压 Uo=18V，直流电流Io=4A。若采用单相 桥式整流电路，求电源变压器次级电压 U2，并选择整流二极管。
解：⑴∵ Uo=0.9U2 ∴ U2=Uo/0.9=18/0.9≈20（V）
解:(1) 电源变压器参数的计算
取UI=1.2Uo，则
UI
UO 1.2
12 1.2
变压器的变压比为
=10(V) n
US
220
UI 10
流过变压器次级线圈的电流有效值为
II=2Io=60×2=120(mA)
17
(2) 整流二极管的选择
流过二极管的平均电流为
ID
IO 2
60 =30(mA) 2
二极管承受的反向最大电压为
3、复式滤波电路 L
+
~
u2
C1
C1、C2 对交流容抗小 C2 RL L 对交流感抗很大
19
4、常见的几种直流电源
1) 具有正负极性的简单直流电源
V2
T
+15V
u1
u2
V1
C1
C2 _ 15V
2) 输出电压极性可变的直流电源
T
u1
u2
1 C1
S 2
RL
20
RL uo
+ – ~+~-
~~
12
2.2 滤波电路 交流 整流 电压
脉动
滤波
直流电压
直流 电压
滤波电路的结构特点: 电容与负载 RL 并联，或电感与 负载RL串联。
L
C
RL
RL
13
1、电容滤波 1)电路和工作原理
+ V4
u
V3
电容滤波电路
电容 充电
电容 放电
V1
io+
C RL
uo= uc
V2
V 导通时给 C 充电，V 截止时 C 向 RL 放电； 滤波后 uo 的波形变得平缓，平均值提高。
2U 2 uO
V2
O
2 3 t
iD= iO
Im
V1
+
O uD
2 3 t
V2
RL uo
O
2 3 t
2U
8
3)参数估算 1) 整流输出电压平均值
IO
UO RL
0.9 U 2 RL
2) 二极管平均电流
ID
1 2
IO
UO 2RL
0.45 U2 RL
u 2 3) 二极管最高反向压
u2
2U 2
o
14
2) 波形及输出电压 uO
当 RL = 时：
2U 2
UO 2U2
当 RL 为有限值时：
O
0.9U2 UO 2U2
RL =
2
t
通常取 UO = 1.2U2 RC 越大 UO 越大
为获得良好滤波效果，一般取：
T RLC (3 ~ 5) 2
(T 为输入交流电压的周期)
15
[例 1] 单相桥式电容滤波整流，交流电源频率 f = 50 Hz，负载电阻 RL = 40 ，要求直流输出电压 UO = 20 V，选择整流二极管及滤波电容。
(3)二极管承受的最大反向电压
2 URM =
U2
5
3.单相全波整流电路
电路与工作原理
V D1
＋
i
ui
u
－
2
＋
D1
u2
i D2
－
V D2
＋
R
u
L
O
i O
－
a
单相全波整流电路
u 2
O
i D1
O i
D2
O i
O
O u
O
O u
D1
O
2 3
2U 2 4 t
2U2 R
L
2U2 R
L
t
t 2U2 RL
t
2U 2
它反映整流电路将交流电压转换成直流电压的大小
⑵整流二极管的性能参数 ①流过管子的正向平均电流IVD(AV) ②二极管所承受的最大反向电压URM
学习整流电路的时候，关键是把握以上四个参数
3
2. 单相半波整流
u2
2U 2
工作原理 + uD– Ｖ
O
~
220 V
+
u2 iD RL
uｏ
–
2U 2 uO O
u2 2U2 sin(t )
10
⑵ 流过二极管的平均电流为:
ID IO 2 4A 2 2( A)
二极管承受的反向峰值电压为:
U RM 2U 2 2 20(V )
我们选择的二极管的正向整流电流大于2A，最高
反向工作电压15V就行了！
11
4) 简化画法
+
~
u2
5) 整流桥
把四只二极管封 装在一起称为整 流桥
io
+
1.2 单相整流电路
xxx
1
整流电路的定义：
整流电路是将交流电变为脉动直流电的 电路。
• 整流电路的分类：
整流电路分为单相整流电路和三相整流 电路。 单相整流电路常见的有单相半波、全波、 桥式整流电路
2
2.1 单相整流电路
1. 整流电路的技术指标
⑴整流电路工作性能参数 输出电压的平均值 UO(AV)
[解] 1. 选二极管
U2
UO 1.2
20 1.2
17
V
电流平均值：
ID
1 2 IO
1 UO 2 RL
1 2
20 40
0.25 A
承受最高反压：
URM 2U2 24 V
选二极管应满足： IF (2 3) ID
URM 2U2
可选：2CZ55C(IF = 1 A，URM = 100 V)或 1 A、100 V 整流桥
iD= iO
UO 0.45U 2
I
D
IO
0.45
U2 RL
O
uD O
2U 2
单相半波整流电路
2 3 t
2 3 t
2 3 t 2 3 t
4
2. 单相半波整流
参数计算
(1)输出电压平均值
UO
2
U2
0.45U
2
(2)流过二极管的平均电流 IVD(AV)
IVD(AV)
= UO(AV) ≈ RL
0.45U 2 RL
t
2 2U 2
b
6
(1)输出电压平均值
UO
22
U2
0.9U 2
(2)流过二极管的平均电流
IO
UO RL
0.9 U 2 RL
7
4. 单相桥式整流 1) 工作原理
输入正半周
+
uo u1
V4 u2
V3
输入负半周
V4 u1 u2
V3
2) 波形
u2
2U 2
单相桥式整流电路
O
2 3 t
+
V1
io RLuo
2) 选滤波电容
T
1 f
150 0.02 s
取
RLC
4T 2
0.04 s
C 0.04s 1 000 F 40
可选： 1 000 F，耐压 50 Uo=12V，直流电流 Io=60mA，电源用的是工频市电220V，50Hz，采用单相桥式 整流电容滤波电路，试选择电路中的元件。
UDRM 2VI 2 10 14.1(V) (3) 选择滤波电容
取RLC=2T，得电容容量为
UCM 2VI 14.1(V)
根据上面计算所得和参数，查表就可选择合适的电路元件。
18
2、电感滤波电路 L
+
~
u2
整流后的输出电压：
直流分量被电感 L 短路 交流分量主要降在 L 上 RL 电感越大，滤波效果越好
2U 2 uO
o
iD = iO
Im
o uD
o
2U
2 3 t
2 3 t 2 3 t 2 3 t
9
例：有一直流负载，需要直流电压 Uo=18V，直流电流Io=4A。若采用单相 桥式整流电路，求电源变压器次级电压 U2，并选择整流二极管。
解：⑴∵ Uo=0.9U2 ∴ U2=Uo/0.9=18/0.9≈20（V）
解:(1) 电源变压器参数的计算
取UI=1.2Uo，则
UI
UO 1.2
12 1.2
变压器的变压比为
=10(V) n
US
220
UI 10
流过变压器次级线圈的电流有效值为
II=2Io=60×2=120(mA)
17
(2) 整流二极管的选择
流过二极管的平均电流为
ID
IO 2
60 =30(mA) 2
二极管承受的反向最大电压为
3、复式滤波电路 L
+
~
u2
C1
C1、C2 对交流容抗小 C2 RL L 对交流感抗很大
19
4、常见的几种直流电源
1) 具有正负极性的简单直流电源
V2
T
+15V
u1
u2
V1
C1
C2 _ 15V
2) 输出电压极性可变的直流电源
T
u1
u2
1 C1
S 2
RL
20
RL uo
+ – ~+~-
~~
12
2.2 滤波电路 交流 整流 电压
脉动
滤波
直流电压
直流 电压
滤波电路的结构特点: 电容与负载 RL 并联，或电感与 负载RL串联。
L
C
RL
RL
13
1、电容滤波 1)电路和工作原理
+ V4
u
V3
电容滤波电路
电容 充电
电容 放电
V1
io+
C RL
uo= uc
V2
V 导通时给 C 充电，V 截止时 C 向 RL 放电； 滤波后 uo 的波形变得平缓，平均值提高。
2U 2 uO
V2
O
2 3 t
iD= iO
Im
V1
+
O uD
2 3 t
V2
RL uo
O
2 3 t
2U
8
3)参数估算 1) 整流输出电压平均值
IO
UO RL
0.9 U 2 RL
2) 二极管平均电流
ID
1 2
IO
UO 2RL
0.45 U2 RL
u 2 3) 二极管最高反向压
u2
2U 2
o
14
2) 波形及输出电压 uO
当 RL = 时：
2U 2
UO 2U2
当 RL 为有限值时：
O
0.9U2 UO 2U2
RL =
2
t
通常取 UO = 1.2U2 RC 越大 UO 越大
为获得良好滤波效果，一般取：
T RLC (3 ~ 5) 2
(T 为输入交流电压的周期)
15
[例 1] 单相桥式电容滤波整流，交流电源频率 f = 50 Hz，负载电阻 RL = 40 ，要求直流输出电压 UO = 20 V，选择整流二极管及滤波电容。
(3)二极管承受的最大反向电压
2 URM =
U2
5
3.单相全波整流电路
电路与工作原理
V D1
＋
i
ui
u
－
2
＋
D1
u2
i D2
－
V D2
＋
R
u
L
O
i O
－
a
单相全波整流电路
u 2
O
i D1
O i
D2
O i
O
O u
O
O u
D1
O
2 3
2U 2 4 t
2U2 R
L
2U2 R
L
t
t 2U2 RL
t
2U 2
它反映整流电路将交流电压转换成直流电压的大小
⑵整流二极管的性能参数 ①流过管子的正向平均电流IVD(AV) ②二极管所承受的最大反向电压URM
学习整流电路的时候，关键是把握以上四个参数
3
2. 单相半波整流
u2
2U 2
工作原理 + uD– Ｖ
O
~
220 V
+
u2 iD RL
uｏ
–
2U 2 uO O
u2 2U2 sin(t )
10
⑵ 流过二极管的平均电流为:
ID IO 2 4A 2 2( A)
二极管承受的反向峰值电压为:
U RM 2U 2 2 20(V )
我们选择的二极管的正向整流电流大于2A，最高
反向工作电压15V就行了！
11
4) 简化画法
+
~
u2
5) 整流桥
把四只二极管封 装在一起称为整 流桥
io
+
1.2 单相整流电路
xxx
1
整流电路的定义：
整流电路是将交流电变为脉动直流电的 电路。
• 整流电路的分类：
整流电路分为单相整流电路和三相整流 电路。 单相整流电路常见的有单相半波、全波、 桥式整流电路
2
2.1 单相整流电路
1. 整流电路的技术指标
⑴整流电路工作性能参数 输出电压的平均值 UO(AV)
[解] 1. 选二极管
U2
UO 1.2
20 1.2
17
V
电流平均值：
ID
1 2 IO
1 UO 2 RL
1 2
20 40
0.25 A
承受最高反压：
URM 2U2 24 V
选二极管应满足： IF (2 3) ID
URM 2U2
可选：2CZ55C(IF = 1 A，URM = 100 V)或 1 A、100 V 整流桥
iD= iO
UO 0.45U 2
I
D
IO
0.45
U2 RL
O
uD O
2U 2
单相半波整流电路
2 3 t
2 3 t
2 3 t 2 3 t
4
2. 单相半波整流
参数计算
(1)输出电压平均值
UO
2
U2
0.45U
2
(2)流过二极管的平均电流 IVD(AV)
IVD(AV)
= UO(AV) ≈ RL
0.45U 2 RL