单相半波整流电路PPT课件
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单相半波整流电路ppt课件
2U 2
2p
(1 cosa )
0.45U 2
1 cosa
2
u2
2U 2
2p
(1 cosa )
0.45U 2
1 cosa
2
b) 0 ug
wt1
p
2p
wt
c)
a=0°时，整流输出电压平均值为最大，
0 ud
wt
用Ud0表示，Ud=Ud0=0.45U2。
d) 0a q
wt
随 着 a 增 大 ， Ud 减 小 ， 当 a=180° 时 ，
id R
起到施加触发脉冲止的电角度,用a表示,也
称触发角或控制角。
u2
导通角：晶闸管在一个电源周期中处于通态b) 的电角度，用θ表示 。
0 ug
wt1
p
2p
wt
c)
移相：改变触发脉冲初相的时刻，即改变控 0
wt
制角a的大小，称为移相。
ud
d)
移相范围：指触发脉冲的移动范围，它决定 0 a q
wt
了输出电压的有效变化范围
第2章 整流电路·引言
整流电路：
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。
1
2.1 单相可控整流电路
uVT
相控方式：通过控制触发脉冲的相位来控制e) 0
wt
直流输出电压大小的方式称为相位控制方式。
图2-1 单相半波可控整流电路及波形
4
2.1.1 单相半波可控整流电路
电力电子技术教学_整流电路PPT课件
第3章 整流电路
3.1 单相可控整流电路 3.2 三相可控整流电路 3.3 变压器漏感对整流电路的影响 3.4 电容滤波的不可控整流电路 3.5 整流电路的谐波和功率因数 3.6 大功率可控整流电路 3.7 整流电路的有源逆变工作状态 3.8 相控电路的驱动控制
本章小结
引言
■整流电路（Rectifier）是电力电子电路中出现最早的一种，它 的作用是将交流电能变为直流电能供给直流用电设备。
Id Id
wt
☞wt=p+a时刻，触发VT2和VT3，VT2和VT3导通，
w t u2通过VT2和VT3分别向VT1和VT4施加反压使VT1和
w t VT4关断，流过VT1和VT4的电流迅速转移到VT2和VT3
上，此过程称为换相，亦称换流。
wt
图3-6 单相桥式全控整流电流带阻感负载时 的电路及波形
(3-4)
8/21
3.1.1 单相半波可控整流电路
√若为定值，a角大，q越小。 若a为定值，越大，q越大 ，且 平均值Ud越接近零。为解决上述矛 盾，在整流电路的负载两端并联一
个二极管，称为续流二极管，用 VDR表示。 ◆有续流二极管的电路 ☞电路分析 √u2正半周时，与没有续流二极管 时的情况是一样的。 √当u2过零变负时，VDR导通，ud 为零，此时为负的u2通过VDR向VT 施加反压使其关断，L储存的能量保 证了电流id在L-R-VDR回路中流通， 此过程通常称为续流。 √若L足够大，id连续，且id波形接
a)
u2
b)
uOd
w t1
wt
c)
O
wt
id
d)
Id
O
wt
i VT
Id
e)
3.1 单相可控整流电路 3.2 三相可控整流电路 3.3 变压器漏感对整流电路的影响 3.4 电容滤波的不可控整流电路 3.5 整流电路的谐波和功率因数 3.6 大功率可控整流电路 3.7 整流电路的有源逆变工作状态 3.8 相控电路的驱动控制
本章小结
引言
■整流电路（Rectifier）是电力电子电路中出现最早的一种，它 的作用是将交流电能变为直流电能供给直流用电设备。
Id Id
wt
☞wt=p+a时刻，触发VT2和VT3，VT2和VT3导通，
w t u2通过VT2和VT3分别向VT1和VT4施加反压使VT1和
w t VT4关断，流过VT1和VT4的电流迅速转移到VT2和VT3
上，此过程称为换相，亦称换流。
wt
图3-6 单相桥式全控整流电流带阻感负载时 的电路及波形
(3-4)
8/21
3.1.1 单相半波可控整流电路
√若为定值，a角大，q越小。 若a为定值，越大，q越大 ，且 平均值Ud越接近零。为解决上述矛 盾，在整流电路的负载两端并联一
个二极管，称为续流二极管，用 VDR表示。 ◆有续流二极管的电路 ☞电路分析 √u2正半周时，与没有续流二极管 时的情况是一样的。 √当u2过零变负时，VDR导通，ud 为零，此时为负的u2通过VDR向VT 施加反压使其关断，L储存的能量保 证了电流id在L-R-VDR回路中流通， 此过程通常称为续流。 √若L足够大，id连续，且id波形接
a)
u2
b)
uOd
w t1
wt
c)
O
wt
id
d)
Id
O
wt
i VT
Id
e)
电工电子技术-单相半波整流电路
整流电路是利用半导体器件的单向导电性将交流电变为 单方向脉动的直流电。
整流电路分类： 1．根据交流电源的相数，整流电路可分为单相整流电 路和三相整流电路。 2．根据整流电压波形，又可分为半波整流电路和全波 整流电路。 小功率直流电源因功率比较小通常采用单相交流供电。 本节主要介绍单相整流电路。
12.1.1 单相半波整流电路
1．工作原理
二极管导通
T
VD
a
u2>0时，二极管导通。
u1
u2 i0 RL
u0 忽略二极管正向压降：
u0=u2
b
二极管截止
Ta
VD
u2<0 时 ， 二 极 管 截 止 ,
u1
u2
i0
输出电流为0。
RL
u0
u0=0
b
电路中的电压波形下图所示，由图可见负载上得到单方向 的脉动电压。由于该电路仅在半个周期内有输出，所以称为半 波整流电路。
u2
t
uo
tቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2．负载上的直流电压和直流电流
直流电压Uo是指一个周期内电压uo的平均值，即
Uo
1
2
2 0
u
o
dt
2U2 0.45U2
流过负载的直流电流Io为：
3．二极管的选择
一般应根据流过二极管的平均电流和其所承受的最高反
向电压来选择二极管的型号。
T
u1
VD
u2
RL u0
在单相半波整流电路中，流过整流二极管的平均电流与 流过负载的直流电流相等，即
二极管截止时承受的最高反向电压与变压器次级电压的 最大值相等，即
一般情况下，允许电网电压有±10%的波动，因此在选择 二极管时，对于最大整流电流IF和最大反向工作电压URM应至 少留有10%的余地，以保证二极管安全工作，即
整流电路分类： 1．根据交流电源的相数，整流电路可分为单相整流电 路和三相整流电路。 2．根据整流电压波形，又可分为半波整流电路和全波 整流电路。 小功率直流电源因功率比较小通常采用单相交流供电。 本节主要介绍单相整流电路。
12.1.1 单相半波整流电路
1．工作原理
二极管导通
T
VD
a
u2>0时，二极管导通。
u1
u2 i0 RL
u0 忽略二极管正向压降：
u0=u2
b
二极管截止
Ta
VD
u2<0 时 ， 二 极 管 截 止 ,
u1
u2
i0
输出电流为0。
RL
u0
u0=0
b
电路中的电压波形下图所示，由图可见负载上得到单方向 的脉动电压。由于该电路仅在半个周期内有输出，所以称为半 波整流电路。
u2
t
uo
tቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2．负载上的直流电压和直流电流
直流电压Uo是指一个周期内电压uo的平均值，即
Uo
1
2
2 0
u
o
dt
2U2 0.45U2
流过负载的直流电流Io为：
3．二极管的选择
一般应根据流过二极管的平均电流和其所承受的最高反
向电压来选择二极管的型号。
T
u1
VD
u2
RL u0
在单相半波整流电路中，流过整流二极管的平均电流与 流过负载的直流电流相等，即
二极管截止时承受的最高反向电压与变压器次级电压的 最大值相等，即
一般情况下，允许电网电压有±10%的波动，因此在选择 二极管时，对于最大整流电流IF和最大反向工作电压URM应至 少留有10%的余地，以保证二极管安全工作，即
单相半波可控整流电路
1
u
2
u
d
R
触发延迟角：从晶闸管 开始承受正向阳极电压 起到施加触发脉冲止的 电角度,用 a 表示,也称触 发角或控制角。
u b)
2
0 u c) 0 u d) 0 u VT e) 0
d g
wt
1
p
2p
wt
wt
a
q
wt
wt
导通角：晶闸管在一个电源周 期中处于通态的电角度，用θ表 示。
2-3
基本数量关系
41.77 Display
Voltage Measurement1 Mean Value
脉冲发生器设定：周期0.02s, 宽度10％，相位滞后 90/360*0.02s,幅值10
输出电压平均值 （直流电压）
2-17
单相半波可控整流阻感负载a=90度电流断续的仿真波形
输出电压
输出电流
2-18
3.1.2 单相桥式全控整流电路
a)
u1
u2
阻感负载的特点：电流不能 发生突变 电力电子电路的一种基本分 b) 析方法 通过器件的理想化，将电路 c) 简化为分段线性电路，分段进 行分析计算 对单相半波电路的分析可基 d) 于上述方法进行：当VT处于 断态时，相当于电路在VT处 e) 断开，id=0。当VT处于通态时， 相当于VT短路 f)
ห้องสมุดไป่ตู้wt
f) O uV T O
wt
I VDR rms
1 2p
p
2p a
p a g) I d (wt ) Id 2p
2 d
wt
2-13
单相半波可控整流电路的特点
a)
T u1
VT uV T u2
单相半波整流电路课件
输出电流计算
输出电流为脉动直流电流，其平均值与输出电压平均值及负载电阻有关。在纯电阻 负载下，输出电流平均值Io=Uo/R，其中R为负载电阻。
整流二极管参数选择
01
最大反向工作电压URM
在选择整流二极管时，需要考虑其最大反向工作电压URM应大于输入
电压峰值Up，以确保二极管在反向电压作用下不会被击穿。
分析实验数据，得出实 验结论
单相半波整流电路应
06
用与拓展
应用领域介绍
01
02
03
电力系统
单相半波整流电路在电力 系统中用于将交流电转换 为直流电，以供各种设备 使用。
电子设备
许多电子设备需要直流电 源供电，单相半波整流电 路可将交流电源转换为所 需的直流电源。
通信系统
在通信系统中，单相半波 整流电路可用于信号检测 和处理，以及电源供应等 方面。
输出波形
单向脉动直流电，其数学表达式为 uo=1/π∫(0,π)Emsinωtd(ωt)=2Em/ π。
单相半波整流电路参
03
数计算
输入电压和电流计算
输入电压计算
单相半波整流电路的输入电压为交流电压，其有效值等于峰值除以√2。在正弦 波交流电源下，输入电压有效值Ui=Up/√2，其中Up为输入电压峰值。
优缺点分析
结构简单
单相半波整流电路结构相对简单 ，易于实现和维护。
成本低廉
由于电路结构简单，所需元器件 较少，因此成本相对较低。
优缺点分析
输出电压波动大
由于单相半波整流电路只 利用了交流电的正半周或 负半周，因此输出电压波 动较大，纹波系数较高。
整流效率低
与全波整流电路相比，单 相半波整流电路的整流效 率较低，能量损失较大。
输出电流为脉动直流电流，其平均值与输出电压平均值及负载电阻有关。在纯电阻 负载下，输出电流平均值Io=Uo/R，其中R为负载电阻。
整流二极管参数选择
01
最大反向工作电压URM
在选择整流二极管时，需要考虑其最大反向工作电压URM应大于输入
电压峰值Up，以确保二极管在反向电压作用下不会被击穿。
分析实验数据，得出实 验结论
单相半波整流电路应
06
用与拓展
应用领域介绍
01
02
03
电力系统
单相半波整流电路在电力 系统中用于将交流电转换 为直流电，以供各种设备 使用。
电子设备
许多电子设备需要直流电 源供电，单相半波整流电 路可将交流电源转换为所 需的直流电源。
通信系统
在通信系统中，单相半波 整流电路可用于信号检测 和处理，以及电源供应等 方面。
输出波形
单向脉动直流电，其数学表达式为 uo=1/π∫(0,π)Emsinωtd(ωt)=2Em/ π。
单相半波整流电路参
03
数计算
输入电压和电流计算
输入电压计算
单相半波整流电路的输入电压为交流电压，其有效值等于峰值除以√2。在正弦 波交流电源下，输入电压有效值Ui=Up/√2，其中Up为输入电压峰值。
优缺点分析
结构简单
单相半波整流电路结构相对简单 ，易于实现和维护。
成本低廉
由于电路结构简单，所需元器件 较少，因此成本相对较低。
优缺点分析
输出电压波动大
由于单相半波整流电路只 利用了交流电的正半周或 负半周，因此输出电压波 动较大，纹波系数较高。
整流效率低
与全波整流电路相比，单 相半波整流电路的整流效 率较低，能量损失较大。
单相半波整流电路课件
+ 五、板路
+
整流：将交流电压变换成脉动的直流电压。
+
（一） ：单相半整流电路的结构与工作原理
+
1：电路结构组成
+
2：工作原理
+ （1） ：单相半波整流电路的整流原理
+ （2） 导通时的电流回路分析
+ （3） ：输出电压极性与电压电流波形分析
+
（二） ：负载电压、电流计算与整流二极管的选取
+ 整流：将交流电压变换成脉动的直流电压 。
1.单相半波整流电路
+ –
T+a
D io
u2 >0 时:
二极管导通，忽略二 极管正向压降，
u1
u2 –
uo=u2 RL uo
u2<0时:
b
二极管截止, uo=0
为分析简单起见，把二极管当作理想元件处理，即 二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。
单相半波整流电压波形 u2
+ Vrm = ,整流二极管在正向导通时最大的整 流电流 IV 应等于负载电流 I L ，
+ 3：讲解例题（教材 P193 例题 1）
+ 通过例题讲解可以帮助学生掌握选用整流 二极管的方法
+ 四、教学小结：
+ （1） 单相半波整流电路广泛应用于电工电子技 术中， ： 其整流的原理是利用二极管的单 向导 电性。 （2） ：由于半波整流电路所采用元器件 较少，所构成的电路简单、成本低，但从输出电 压的波形图上可以看出输出的直流电压低、脉动 大，变压器一半的时间未利用，所以效率较 低， 只适用于对脉动要求不高的场合。 （可引导学生 小结） （3） ：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。
第7章直流电源ppt课件
1. 电路
2.工作原理 上升阶段:电源给负载 供 电，同时又给电容器C充 电，形成om段波形。
第七章 直流电源
下降阶段：在m点之后，电压下降，在n点之后，二极 管承受反向电压而截止，电容对负载电阻放电， 按放 电曲线nh下降，直到 的下一个半周 电源电压大于电 容电压时，二极管导通，电容器再次被充电。
二、工作原理
正常工作状态时 UF=UREF uA 0 放大器B的输出 只与三角波发生器产生的三角波有关，即放大器B的 输出脉冲电压的占空比q=50%；
UI的增加使输出电压增加时，UF UREF 放大器A输 出负电压 , T的导通时间变短了,输出电压下降。
第七章 直流电源
第五节 可控硅整流电路
一、可控硅的结构与导通条件 二、单结晶体管及触发电路 三、单相桥式可控整流电路
第七章 直流电源
一、可控硅的结构与导通条件
可控硅 (thyristor) 也称晶闸管 1.结构 四层半导体材料组成，
形成三个PN结
2.导通条件
①阳极和阴极之间加 正向电压UAK。 ②控制极和阴极之间 加正向触发电压UG。
第七章 直流电源
可控硅导通后，控制极便失去作用，依靠正反馈 仍可维持导通状态。 3. 关断的条件：
第七章 直流电源
2．单结晶体管的伏安特性曲线
突变点P称峰点，对应P点的电压UE称峰点电压 UP、电流IE称峰点电流IP。
曲线中的最低点V 称谷点，对应的电压和 电流分别称谷点电压UV 和谷点电流IV。 截止区、负阻区、饱和区
第七章 直流电源
3．单结晶体管振荡电路
接通电源后，经电阻R1和RP充电，电容电压uC 逐渐升高。
三、工作原理
当 uA ＞uT时，T导通，电源 通过调整管T向负载供电和 给电容C充电，同时电感L 储存能量。二极管D承受反 向电压而截止。
2.工作原理 上升阶段:电源给负载 供 电，同时又给电容器C充 电，形成om段波形。
第七章 直流电源
下降阶段：在m点之后，电压下降，在n点之后，二极 管承受反向电压而截止，电容对负载电阻放电， 按放 电曲线nh下降，直到 的下一个半周 电源电压大于电 容电压时，二极管导通，电容器再次被充电。
二、工作原理
正常工作状态时 UF=UREF uA 0 放大器B的输出 只与三角波发生器产生的三角波有关，即放大器B的 输出脉冲电压的占空比q=50%；
UI的增加使输出电压增加时，UF UREF 放大器A输 出负电压 , T的导通时间变短了,输出电压下降。
第七章 直流电源
第五节 可控硅整流电路
一、可控硅的结构与导通条件 二、单结晶体管及触发电路 三、单相桥式可控整流电路
第七章 直流电源
一、可控硅的结构与导通条件
可控硅 (thyristor) 也称晶闸管 1.结构 四层半导体材料组成，
形成三个PN结
2.导通条件
①阳极和阴极之间加 正向电压UAK。 ②控制极和阴极之间 加正向触发电压UG。
第七章 直流电源
可控硅导通后，控制极便失去作用，依靠正反馈 仍可维持导通状态。 3. 关断的条件：
第七章 直流电源
2．单结晶体管的伏安特性曲线
突变点P称峰点，对应P点的电压UE称峰点电压 UP、电流IE称峰点电流IP。
曲线中的最低点V 称谷点，对应的电压和 电流分别称谷点电压UV 和谷点电流IV。 截止区、负阻区、饱和区
第七章 直流电源
3．单结晶体管振荡电路
接通电源后，经电阻R1和RP充电，电容电压uC 逐渐升高。
三、工作原理
当 uA ＞uT时，T导通，电源 通过调整管T向负载供电和 给电容C充电，同时电感L 储存能量。二极管D承受反 向电压而截止。
课件4----整流电路
整流电路是电源电路中的核心部分，它的作用是将交流电压通过 整流二极管转换成单向脉动性的直流电压，整流是将交流电压转换成 直流电压过程中的关键一步。 无论什么类型的电源电路，都需要整流电路来完成交流电至直流 电的转换。整流电路的类型比较少，但具体电路的变化比较多，电子 电路中基本的整流电路有半波整流电路、全波整流电路和桥式整流电 路。
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3．图解单相桥式整流电路
电 路 名 称
单相桥式整 流电路
电路原理图
波 形 图
单相桥式整流电路的变压器次级绕组不用设中心抽头，但要 用四只整流二极管。从整流电路的输出电压波形中可以看出，通 过桥式整流电路，可以将交流电压转换成单向脉动性的直流电压 ，这一电路作用同全波整流电路一样，也是将交流电压的负半周 转到正半周来。
工作原理
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图1-2-7 单相桥式整流电路波形图
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课题2
整流电路的应用
图1-2-8 单相桥式整流电路的电流通路
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(2）负载RL上直流电压和电流的计算
在单相桥式整流电路中，交流电在一个周期内的两个半波都有 同方向的电流流过负载，因此在同样的U2时，该电路输出的电流和电 压均比半波整流大一倍。 输出电压为：UL≈0.9U2 依据负载RL上的电压UL求得整流变压器副边电压：
流过负载RL的直流电流平均值：
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(3）整流二极管上的电流和最大反向电压
在桥式整流电路中，由于每只二极管只有半周是导 通的，所以流过每只二极管的平均电流只有负载电流的一 半，即
在单相桥式整流电路中，每只二极管承受的最大反向电 压也是u2的峰值，即
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3．图解单相桥式整流电路
电 路 名 称
单相桥式整 流电路
电路原理图
波 形 图
单相桥式整流电路的变压器次级绕组不用设中心抽头，但要 用四只整流二极管。从整流电路的输出电压波形中可以看出，通 过桥式整流电路，可以将交流电压转换成单向脉动性的直流电压 ，这一电路作用同全波整流电路一样，也是将交流电压的负半周 转到正半周来。
工作原理
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图1-2-7 单相桥式整流电路波形图
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课题2
整流电路的应用
图1-2-8 单相桥式整流电路的电流通路
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(2）负载RL上直流电压和电流的计算
在单相桥式整流电路中，交流电在一个周期内的两个半波都有 同方向的电流流过负载，因此在同样的U2时，该电路输出的电流和电 压均比半波整流大一倍。 输出电压为：UL≈0.9U2 依据负载RL上的电压UL求得整流变压器副边电压：
流过负载RL的直流电流平均值：
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(3）整流二极管上的电流和最大反向电压
在桥式整流电路中，由于每只二极管只有半周是导 通的，所以流过每只二极管的平均电流只有负载电流的一 半，即
在单相桥式整流电路中，每只二极管承受的最大反向电 压也是u2的峰值，即
2.1.2 单相半波可控整流电路(阻感性负载)
期间： （4）在ωt=ωt2~ ωt3期间： 负载电流从最大值开始下 ） 电感电压改变方向，电感释放能量， 降，电感电压改变方向，电感释放能量，企图维持 电流不变。 电流不变。 （ 5） 在 ωt=π时 ， 交流电压 过零 ， 由于感应电压的 ） 时 交流电压u 过零， 存在，晶闸管阳极、阴极间的电压u 仍大于零， 存在，晶闸管阳极、阴极间的电压 仍大于零，晶 闸管继续导通， 闸管继续导通，此时电感储存的磁能一部分释放变 成电阻的热能，另一部分磁能变成电能送回电网， 成电阻的热能，另一部分磁能变成电能送回电网， 电感的储能全部释放完后，晶闸管在u 反压作用下 电感的储能全部释放完后，晶闸管在 而截止。直到下一个周期的正半周， 而截止。 直到下一个周期的正半周， 即ωt=2π+α时， 时 晶闸管再次被触发导通，如此循环不已。 晶闸管再次被触发导通，如此循环不已。
3）晶闸管的电流平均值IdT ）晶闸管的电流平均值
I dT π -α = I 2π d
4）晶闸管的电流有效值IT ）晶闸管的电流有效值
1 π 2 π −α IT = I ∫α I d d (ωt ) = 2π 2π d
5）续流二极管的电流平均值IdD
I dD π +α = Id 2π
1 2π
π +α
6）续流二极管的电流有效值ID 续流二极管的电流有效值
ID =
∫
0
π +α I d (ωt ) = Id 2π
2 d
7）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。 源电压的峰值。
U TM = 2U 2
单相半波可控整流器的优点是电路简单， 单相半波可控整流器的优点是电路简单，调整方 容易实现。但整流电压脉动大， 便，容易实现。但整流电压脉动大，每周期脉动 一次。变压器二次侧流过单方向的电流， 一次。变压器二次侧流过单方向的电流，存在直 流磁化、利用率低的问题，为使变压器不饱和， 流磁化、利用率低的问题，为使变压器不饱和， 必须增大铁心截面，这样就导致设备容量增大。 必须增大铁心截面，这样就导致设备容量增大。
1.3.1单相半波整流电路3
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 从图1.3.2可以看出，在全波整流电路中，一个周期内 的两个半波均有电流通过负载，因此负载上形成的直流电 压平均值是半波整流电路的二倍，即
二极管截止时，实际承受的反向电压的最大值VRM
等于变压器二次侧电压v2的最大值，即
VRM 2V2 1.41V2
4、选用整流二极管条件： (1) 二极管允许的最大反向电压应大于承受的反向峰值电压； (2) 二极管允许的最大整流电流应大于流过二极管的实际工作电流。
5、半波整流电路优缺点 电路优点：结构简单，使用元件少
VL 0.9V2
(2) 负载电流 根据欧姆定律可知，通过负载的整流电流平均值是半 波整流电路的二倍，即
IL
VL RL
0.9V2 RL
(3) 流过二极管的正向平均电流 由于两只二极管轮流导通，所以流过每只二极管的 正向平均电流为流过负载整流电流平均值的一半，即
IV
1 2
IL
(4) 二极管承受反向峰值电压
2、工作原理 设变压器T的一次侧接电压v1，则在变压器T的二次 侧就会感应出大小相等而相位相反的v2a和v2b电压，设 v2a和v2b为正弦波，波形如图1.3.2(b)所示。 在v1正半周时，T次级A点电位高于B点电位，在v2a作 用下，V1加正向电压而导通，V2加反向电压而截止，iV1 自上而下流过RL，在负载RL两端产生上正下负的脉动直 流电压VL。 在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加正向电压而导通，V1加反向电压而截止，iV2自上 而下流过RL，在负载RL两端产生上正下负的脉动直流电压VL。
3、负载和整流二极管上的电压和电流 (1) 负载电压 从图1.3.2可以看出，在全波整流电路中，一个周期内 的两个半波均有电流通过负载，因此负载上形成的直流电 压平均值是半波整流电路的二倍，即
二极管截止时，实际承受的反向电压的最大值VRM
等于变压器二次侧电压v2的最大值，即
VRM 2V2 1.41V2
4、选用整流二极管条件： (1) 二极管允许的最大反向电压应大于承受的反向峰值电压； (2) 二极管允许的最大整流电流应大于流过二极管的实际工作电流。
5、半波整流电路优缺点 电路优点：结构简单，使用元件少
VL 0.9V2
(2) 负载电流 根据欧姆定律可知，通过负载的整流电流平均值是半 波整流电路的二倍，即
IL
VL RL
0.9V2 RL
(3) 流过二极管的正向平均电流 由于两只二极管轮流导通，所以流过每只二极管的 正向平均电流为流过负载整流电流平均值的一半，即
IV
1 2
IL
(4) 二极管承受反向峰值电压
2、工作原理 设变压器T的一次侧接电压v1，则在变压器T的二次 侧就会感应出大小相等而相位相反的v2a和v2b电压，设 v2a和v2b为正弦波，波形如图1.3.2(b)所示。 在v1正半周时，T次级A点电位高于B点电位，在v2a作 用下，V1加正向电压而导通，V2加反向电压而截止，iV1 自上而下流过RL，在负载RL两端产生上正下负的脉动直 流电压VL。 在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加正向电压而导通，V1加反向电压而截止，iV2自上 而下流过RL，在负载RL两端产生上正下负的脉动直流电压VL。
单相半波可控整流电路
Um 2U2 2 220 311V
考虑(2~3)倍安全裕量，晶闸管的额定电压为
UTN (2 ~ 3)U m (2 ~ 3)311 622 ~ 933 V
选取晶闸管型号为 KP100-7F晶闸管。
3.1 单相半波可控整流电路
T
VT
id
二、电感性负载
a) u1
uVT u2
L ud
UTM 2U 2
3.1 单相半波可控整流电路
〖例3-1〗 如图所示单相半波可控整流器，电阻性负
载，电源电压U2为220V，要求的直流输出最高平
均电压为50 V，直流输出平均电流为20A 。 试计算： (1) 晶闸管的控制角； (2) 输出电流有效值； (3) 电路功率因数； (4) 晶闸管的额定电压和额定电流。
断状态，负载电流为零，负载上没有输出电压，直到电源
电压u2的下一周期，直流输出电压ud和负载电流id的波形相
位相同。
通过改变触发角α的大小，直流输出电压ud的波形发生变化， 负载上的输出电压平均值发生变化，显然α=180º时，Ud=0。 由于晶闸管只在电源电压正半波内导通，输出电压ud为极
性不变但瞬时值变化的脉动直流，故称“半波”整流。
3.1 单相半波可控整流电路
首先，引入两个重要的基本概念：
• 触发角α ：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加 发脉冲止的电角度,用α表示,也称触发角或控制角。 • 导通角θ ：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度 称为导通角，用θ表示 。
在单相半波可控整流电阻性负载电路中,
移相角α的控制范围为:0～π， 对应的导通角θ的可变范围是π～0， 两者关系为 α＋θ=π。
图3-1 单相半波可控整流电路 （电阻性负载）及波形
单相半波可控整流电路(阻感性负载加续流二极管)
03 续流二极管
续流二极管的作用
防止反向电流
在晶闸管关断期间，如果没有续流二极管，阻感性负载中的电流会反向流动， 可能导致设备损坏。续流二分反向电压，从而降低加在晶闸管上的反向电压，保护 晶闸管不受过电压的损坏。
续流二极管的选择与使用
测试设备
万用表、示波器、电源等。
测试结果分析
观察整流电路的输出电压和电流波形，分析其性能指标，并与理论 值进行比较。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
耐压要求
选择续流二极管时，应考虑其反向击 穿电压是否满足电路需求。
电流容量
根据阻感性负载的电流大小选择合适 的电流容量的续流二极管，以确保其 能够承受较大的电流。
开关频率
在高频开关状态下使用的二极管应具 有良好的开关性能和较小的反向恢复 时间。
安装方式
续流二极管应安装在散热良好的地方， 并确保其连接牢固可靠。
详细描述
在整流器导通期间，输入电压施加到阻感负载上，产生正向的电压波形。当整流 器截止时，续流二极管导通，将负载电流继续传递，此时电压波形为零。
电流波形分析
总结词
在单相半波可控整流电路中，电流波形在整流器导通期间呈 现矩形波形状，而在整流器截止期间呈现零电流。
详细描述
在整流器导通期间，电流从输入电源流向阻感负载，形成矩 形波形状。当整流器截止时，续流二极管导通，负载电流通 过二极管继续流动，此时电流波形为零。
乎没有无功损耗。
感性负载
02
主要特点是电流滞后于电压，功率因素较低，会产生较大的无
功损耗。
阻感性负载
03
同时具有电阻性和感性负载的特点，电流和电压之间有一定的
相位差，功率因素较低。
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1. 电路组成
单
A P N 变压器:降压
U2
相 半
t波
二极管特性:
单向导电性
U0
整 流 电
U2
R 1.正向偏置导通
路 电
2.反向偏置截止
子t
课
B
件
2. 工作原理
U2
在正半周：
a .A 点 电 位 高 ( + ) 、 B 点 电 位 低 ( - ) ; D 1 导 通 ， R 0 ; b .负 载 上 承 受 一 个 上 " "下 " - " 的 电 压 , U O U 2
电 路
流电压UL的数值。
电 子 课
注意事项：档位选择，量程选择，表笔极性， 件
欧姆调零，读数。
填写任务书
单 相 半 波 整 流 电 路 电 子 课 件
任务书三负载直流电压与直流电流的估算
单
测试值：U2= （ ）V， UL = U0 = （ ）V。
相 半 波
结论： UL= 0.45 U2 IL= UL ÷ RL
单 相
输出两端
半 波
将双踪示波器的探头CH2接至负载两端
整 流 电
接通电源观察波形
路 电
填写任务书
子 课
件
将二极管反接，重复任务，比较结果。
二极管正接波形图
单 相 半 波 整 流 电 路 电 子 课 件
二极管反接波形图
单 相 半 波 整 流 电 路 电 子 课 件
任务书二 单相半波整流电路功能探究
相 半
团结协作完成五个任务，每人完成一份任务书。
波
每个任务结束，教师组织讨论，先组内讨论。然
整 流
后共同讨论，各小组长负责发言，总结本组情况，
电
说出本组探究结论。
路 电
子
首先我们来看第一个任务：
课
件
任务一 单向半波整流电路的连接与各部分的作用
单
按电路图连接电路
相 半
波
思考各元件的作用
整 流
填写任务书
电视机
开关电源
变压器
单 相
半
波
整
流
电
整流元件
路 电
子
二极管
课 件
高精度稳压电源
单
同学们我们来探究如何把交
相 半
流电降压变为脉动直流电的一
波 整
个 最基础电路：单相半
子
我先来演示一下电路的连接，
课 件
示波器和万用表的测量，然后我
们分组实践。
任务分组
单
4人为一个学习小组，来探究半波整流电路，
U2 在负半周： b a ..R B L 点 上 高 无 电 电 位 压 ( ， + ) U 、 O A 点 0 低 电 位 ( - ) ; D 1 截 止 ,R 0 ;
任务三 负载直流电压与直流电流的估算
单
用万用电表交流电压档测量变压器次级输出
相 半 波
U2的数值
整 流
用万用电表直流电压档测量负载两端脉动直
整 流
电
路
电
子
课
件
任务四 探究变压器和二极管的选择
单
将双踪示波器的探头CH2改接至二极管两 端。
相 半 波 整
流
将二极管两端的电压波形绘制在任务书上。
电 路
分析波形图，根据二极管的最大整流电流
电 子
和最高反向工作电压，讨论探究如何选择
课 件
二极管，写在任务书上。
分析波形图，根据U2和UL的关系探究分析 如何选择变压器，写在任务书上。
Thank You
在别人的演说中思考，在自己的故事里成长
Thinking In Other People‘S Speeches，Growing Up In Your Own Story
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
高等教育出版社杜德昌主编 《电工电子技术与技能 》 第七章第一节整流电路
单 相 半 波 整 流 电 路 电 子 课 件
引入新课
同学们知道二极管具有什
单
么特性吗
相
半
单向导电性，正偏 导通，反偏截止。
波 整 流
电
路
电
子
课
件
知识准备：
1)交流:大小、方向随时间作周期变化的电压或电流.
<最基本形式：正弦电压（电流）>
单
相
二极管正接波形图：
半
波
结论:
整
流
在u2的正半周， UL= U2
电
路
在u2的负半周， U2= 0V
电
单相半波整流电路把交流电整流 为脉动直流电
子 课 件
二极管反接波形图：
结论：
在u2的正半周，U2= 0V 在u2的负半周， UL= U2 单相半波整流电路输出极性 与正接相反，依然能够整流
探究分析
变压器、二极管和负载两端电压波形比较
单 相 半 波 整 流 电 路 电 子 课 件
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
直流:方向不随时间变化的电压（电流）. 按电压数值的变与不变可将直流分为
1.脉动直流电压 2.稳恒直流电压
单 相 半 波 整
2)整流:交流电变成单向脉动直流电
流
电
3)滤波：将脉动较大的直流电变成较平滑的直流电。
路 电
子
课
件
直流稳压电源的框图：
交流电源 变压器
整流
滤波 稳压 负载
整流：把交流电转变成直流电的过程
电 路
电
子
课
件
任务书一
单向半波整流电路的连接与各部分的作用
单
相
半
变压器：将220V交流电压降压为所需要的
波 整
12V 交流电压
流 电
二极管：利用二极管的单向导电性进行整 流，将交流电转换为单相脉动直流电
路 电 子 课
件
电阻（负载）：消耗电能
任务二 单向半波整流电路功能探究
将双踪示波器的探头CH1接至变压器的次级