第三讲 单相全波整流电路.doc

第三讲 单相全波整流电路
教学内容：
1． 单相半波整流电路的工作原理
2． 单相半波整流电路的特点
3． 桥式单相全波整流电路的工作原理
4． 桥式单相全波整流电路的特点
教学方式：
讲授与演示分析
教具：
二极管 示波器 电阻 电源 变压器 导线
目的和要求：
1． 了解变压器中心抽头式全波整流电路的原理
2． 掌握变压器中心抽头式全波整流电路的特点
3． 掌握桥式全波整流电路的原理
4． 掌握桥式全波整流电路的特点
5． 学会分析比较上述两种电路的相同与不同之处
重点和难点：
1. 掌握变压器中心抽头式全波整流电路的特点
2. 掌握桥式全波整流电路的原理
3. 掌握桥式全波整流电路的特点
4. 分析比较上述两种电路的相同与不同之处
预习要求：
了解全波整流的原理及特征
课程回顾：（提问）
1、 二极管的简单测试
2、 单相半波整流电路的原理和特点

教学过程：
单相全波整流电路
一、 变压器中心抽头式单相全波整流电路
下图为电路图，图中电源变压器T的次级绕组有中心向头，可得到两个大小相等而相位相反的交流电压u和u,图中V和V是两个整流二极管，R是负载电阻。
1． 工作原理
V

A
u i R
u C
________ u i
B V

设u为正半周时，图中A端为正，B端为负，则A端电位高于中心抽头C处电位，B端要低于C处。二极管V导通， V截止，电流i 自A端经二极管V流过负载R到C点；当u为负半周时，正好相反，V导通，V截止 ，电流i自B端经二极管V流过负载R到C处，电流i和 i叠加形成全波脉动直流电流i,在负载上得到全波脉动直流电压u,如下图所示：
A
－A
0
tWw
v2
1
π

2π

3π

4π

A
－A
0
tWw
i2
1
π

2π

3π

4π

A
－A
0
tWw
u2
1
π

2π

3π

4π

u
u

Ωt Ωt Ωt

2、负载和整流二极管上的电压和电流
由于全波整电路的负载R上得到的是全波脉动直流电压，所以它的输出电压比半波时增加一倍，即
V=0.9V
说明：上式中V为负载上得到的全波脉动直流电压的平均值，V为变压器次级绕组两个部分各自交流电压的有效值，即
V=V=V
负载上的电流的有效值I为
I= V/ R=0.9V/ R
分析：
a)由于两个二极管是轮流导通的，所以每个管子的平均电流只是负载的一半，即 I=0.5 I

b)由电路图可知，一个管子导通时，另一个是截止的，则这个管子所承受的反向电压的最大值为总电压的最大值，即
V=2√2(---) V
c)变压器中心抽头式全波整电路，每个二极管受的反向峰值电压比半波时高一倍，而且变压器的次级绕组必须有中心抽头，这些是它的缺点。

二、 桥式单相全波整流电路
下图是桥式单相全波整流电路图，简称为桥式整流电路。它由四只整流二极管V、V、V、V和电源变压器T组成，R是负载

+ +
V V

u u

_ _ V V
R

1． 工作原理

如图A所示，设u为正半周时，A端电位高于B端电位，二极管V、V导通，V、V截止，电流i由A端流过V、R、V到B端。如图B所示，当u为负半周时，二极管V、V导通， V、V截止 ，电流i由B端流过到A端。在这两个半周期里，分别流过负载R的电流i和i的方向是相同的。这样在整个周期内，都有方向不变的电流通过负载，且i和i叠加形成了电流i。在这种电路中u、i、i和i的波形对应关系如图C

2、 负载上和整流二极管上的电压和电流
桥式整流电路中负载上得到的是全波脉动直流电，波形的中心抽头式全波整流电路相同，所以负载上的电压和电流的计算公式是一样的，即
V=0.9V

I= V/ R=0.9V/ R

在桥式整流中，每个二极管在电压变化一周期内只有半个周期导通，所以二极管的平均电流是负载的一半，即

I=0.5 I

每个二极管在截止时所承受的最大反向电压是的最大值，即

V=√2(---) V

说明：桥式整流电路虽然比中心抽头式多用了一倍的二极管，但二极管的反向峰值电压低了一半，而且不用中心抽头，因而应用广泛。

i

+ +A
V V

u u

_ _ V V
B R

A) u为正半周时电流方向

i

_A
V V

u u

_ +B V V
R

B) u为负半周时电流方向

－A
0
tWw
i
1
π

2π

3π

4π

－A
0
tWw
i
1
π

2π

3π

4π

－A
0
tWw
u2
1
π

2π

3π

4π

√2(---) V

Ωt Ωt Ωt

V
－A
0
tWw
v
1
π

2π

3π

4π

I
－A
0
tWw
i
1
π

2π

3π

4π

Ωt Ωt

C)桥式整流电路工作波形图

举例：有一直流负载，需要直流电压V=60V，直流电流I=4A。如果采用桥式整流，求电源变压器次级电压V并选择整流二极管。
解：因为V=0.9 V 所以V= V÷0.9≈66.7V
流过二极管的平均电流为I=0.5 I=2A
二极管承受的反向最大电压(峰值电压)为V=√2(---) V≈94V
查手册可选用整流电流为3A额定反向工作电压为100V的整流二极管2CZ12A四只。

三、 课堂练习
在图A所示的桥式电路中，若有一个二极管内部短路会出现什么现象？若有一个二极管方向接反了，会出现什么现象？

　分析：若是有个二极管内部短路，则电路会短路。
　　　　若是有个二极管接反了，则电路也会短路。

四、 课后小结：
1、 中心抽头式全波整流电路的原理和特点。
2、 桥式全波整流电路的有的是和特点。

五、 　作业：
习题一 1-10 1-12