整流与滤波电路1公开课

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
整
T
降
压 VD
流
RL
ຫໍສະໝຸດ Baidu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
+
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
u2
0
u2
u RL o
t
u o VD VD
截止 导通
0 uo 0 uο u2
t
u2负半周导通，正半周截止
新课讲解（三）负载电压和电流
输入电压
输出电压
脉动直流电 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 值是交流电压峰值的 1
0.675 A
URM 2U2 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
ID
IL
Uo RL
波形图
新课讲解
在交流电压u2的负半周（π~2π）：
T a VD
-
u1
u2
+
RL 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
VD a
u2
++
0
+
ue22
iD
u e RL iL
0 = 2u2
uo
t
-
--
0
b
VD
t
导通
BACK
新课讲解
u2 2U2 sint
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
iD
-
+ iD iL
iL RL uo u2
-
负载上
此时二极管VD正偏导通。 电压值
a电流 iL 流通的路径： VD RL
课前
导用入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
演示变化。
实
验
T
VD
RL Uo
新课讲解
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
（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。
T a VD
-
u1
u2
+
u2 /V
RL 0
2 3 4 t/rad
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 0.45 15V 6.75V
ID
IL
Uo RL
6.75V 10
1. 电路如图：
全波整流桥 变式 压器中心抽头式
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； （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；
VD21
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
有没有留意过手 机电池的铭牌,上面
互 动
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？
市电 降压 低压 变换 低压
220V 交流 直流
50HZ
电
电
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。
题？
课堂小结
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 优点：电路简单，使用的元件少 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
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
K
（正极）
（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
加接高加高位反低电正电）V向电位D向位导2电位）电，通压，截压负（负止（ 极正 极正 接极 接极 地接 电
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
u1
u2
RL uo 0
极
-
性
对 调
在交流电压u2的负半周（π~2π）：
整 流 原 理 分 析
Ta
-
u1
u2
+
VD
iD
iL
-iD iL
RL uo u2
二极管反偏截止时输入与输出电压波形分析
VD a
u2
-+ 0
eu22
u RL 0 = 0
t
uo
+-
0
b
VD VD
t
导通 截止
uο u2 uo 0
BACK
u2正半周导通，负半周截止
VD a
u2
+
0
eu22
u RL 0 = 0
t
uo
-
0
b
VD VD
t
导通 截止
uο u2 uo 0
结论：在交流电的一个周期内，二极管在
9V 750
0.012 A 12mA
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
故 什么问题？ 障 • （2）当二极管内部断路，整流电路会出现 排 什么问题？ 除 • （3）当负载短路，整流电路会出现什么问
有效值
负载电流的平均值
IL
Uo RL
0.45U 2 RL
新课讲解
（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
可见，选用整
流二极管时，必须满足：
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