2022-2023学年高二物理竞赛课件：能够输出正、负电压的桥式整流电路

能够输出正、负电压的桥式整流电路 2 能够输出正、负电压的桥式整流电路 A B u2正半周时（A+，B-） D1，D3通， D2，D4止； D2，D4通， D1，D3止； u2负半周时： （A-，B+） t w u2 t w uo1 uo2 3 + - u2正半周时： 工作原理 Tr u1 u2 D4 D2 D1 D3 RL uo u2>0，D1，D3通， D2，D4止； u2<0， D2，D4通， D1，D3止； uo=u2 uo=-u2 u2负半周时： - + uo io t w u2 t w 4 三、各电量计算 输出电压平均值： 输出电流平均值： uo io t w 脉动系数： 5 二极管上承受的最高反向电压： 二极管的平均电流： 三、整流元件选择 最大整流电流 IF IF  1.1 ID(AV) 最大反向工作电压UR UR  1.1URmax 集成的桥式整流电路称为整流堆。 6 变压器副边电流为正弦波！ 注意！ 单相桥式整流电路 优点：与半波整流相比，在u2相同的情况下，对二极管的要求是一样的，而Uo(AV)高，变压器利用率高，脉动小。得到相当广泛的应用。 缺点：所需二极管数量多，这样整流电路内阻大，损耗也较大。 7 [例] 在图中所示电路中，已知比压器副边电压有效值U2=30V，负载电阻RL=100。试问： （1）输出电压与输出电流平均值各为多少？ （2）当电网电压波动范围为±10%，二极管的最大整流平均电流IF与最高反向工作电压UR至少应选取多少？ 解：1. 输出电压平均值 输出电流平均值 2. 二极管的最大整流平均电流IF与最高反向工作电压UR分别应满足 D1 RL + - uO u2 ～220V 50Hz A B D2 D4 D3 8 u0 u1 u2 u1 a b D4 D2 D1 D3 RL S u2 uo 电源短路 例 桥式整流电路中，若D3断开、短路，反向会出现什么现象？ 9 9.3 滤波电路 滤波原理: 交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，其中既有直流成分又有交流成份。滤波电路利用储能元件电容两端的电压(或通过电感中的电流)不能突变的特性, 将电容与负载RL并联(或将电感与负载RL串联)，滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。 低通滤波 电容C:与负载并联 电感L:与负载串联 10 9.3.1. 电容滤波电路 桥式整流电容滤波电路 u1 u2 u1 a b VD4 VD2 VD1 VD3 RL u0 C 接在整流电路之后，与负载并联； 一般选择电解电容（极性电容）。 滤波电容C 11 u2 t uo t 没有电容时的输出波形 一、滤波原理 0 /2 t1 t2 C事先未充电 0 ~ /2 u2> uo，D1、D3通，C充电 C放电，指数规律，快！ u2> uo，D1、D3仍导通 uo正弦规律 uo仍为正弦规律 ~ t2 t1 C放电， uo指数规律 有电容时的输出波形 ~ t1 /2 u2正弦规律， 慢！ u1 u2 u1 a b D4 D2 D1 D3 RL uo C 12 u0 t t1 t2 理想情况下桥式整流电容滤波电路输出波形： 考虑变压器内阻和二极管管压降时，在二极管导通期间输出电压略有下降。输出波形： 理想情况下半波整流电容滤波电路输出波形： u2 t u0 t 有电容时的输出波形 没有电容时的输出波形 uO 0  t  2 $