4—2 二极管整流电路（ 课件）-高二《电工电子技术与技能》同步教学（劳动版）

1 4—2 二极管整流电路 1．掌握单相半波整流电路和单相桥式整流电路的组成及工作原理。 2．掌握三相桥式整流电路的组成及工作原理。 3．了解硅整流堆的应用。 4．了解滤波电路的基本形式和工作原理。 学习目标 2 4—2 二极管整流电路 一、单相半波整流电路 二、单相桥式整流电路 三、三相桥式整流电路 四、硅整流堆 五、滤波电路 3 4—2 二极管整流电路 一、单相半波整流电路 1．电路组成 单相半波整流电路通常由一个降压变压器、一个整流二极管和一个负载组成，如图所示。 实验电路 4 4—2 二极管整流电路 2．工作原理 电路中，变压器T的作用是将电网电压u1变换为所需的交流电压u2。以后各周期重复上述过程，整流电路输出波形如图所示。 整流波形 5 4—2 二极管整流电路 3．负载上的直流电压UL UL为负载上脉动电压在一个周期内的平均值，它等于变压器二次侧电压有效值U2的45%，即 6 4—2 二极管整流电路 4．整流二极管的选用 （1）二极管最大整流电流IF的选择 单相半波整流电路中流过二极管的平均电流就是流过负载的平均电流，因此整流二极管的最大整流电流应大于负载电流，即 （2）二极管最高反向工作电压URM的选择 当交流电压在1.5π、3.5π等时刻时，二极管承受最高反向工作电压，因此 7 4—2 二极管整流电路 二、单相桥式整流电路 1．电路组成 单相桥式整流电路通常由一个降压变压器、四个整流二极管和一个负载组成，如图a所示。图b所示为单相桥式整流电路输出波形。 单相桥式整流电路 a)实验电路 b)整流波形 8 4—2 二极管整流电路 1．电路组成 图所示为单相桥式整流电路的三种常见画法。 单相桥式整流电路的三种常见画法 9 4—2 二极管整流电路 2．工作原理 电流通路如图a所示，RL上电流方向为由上向下，电压极性为上正下负。 当u2为负半周时，设B端为正，A端为负，二极管VD2、VD4导通，VD1、VD3截止。电流通路如图b所示，RL上电流方向和电压极性与u2正半周时相同。 单相桥式整流电流通路 10 4—2 二极管整流电路 3．负载上的直流电压UL UL为负载上脉动电压在一个周期内的平均值，相当于两个半波整流组合作用在负载上，故UL=0.45U2+0.45U2，即 11 4—2 二极管整流电路 4．整流二极管的选用 （1）二极管最大整流电流IF的选择 （2）二极管最高反向工作电压URM的选择 12 4—2 二极管整流电路 三、三相桥式整流电路 单相整流电路输出功率不大，一般不超过几千瓦，若需要大功率直流电源，一般要用三相整流电路。 图所示为应用最广的三相桥式整流电路，电源变压器一次绕组接成△形，二次绕组接成Y形，VD1、VD2、VD3共阴极连接，VD4、VD5、VD6共阳极连接。 三相桥式整流电路 13 4—2 二极管整流电路 三、三相桥式整流电路 三相桥式整流电路工作波形如图所示。 三相桥式整流电路工作波形 a)二次侧电压波形 b)输出波形 c)实测输出波形 14 4—2 二极管整流电路 四、硅整流堆 将硅整流器件按某种整流方式连接后封装成一体就制成硅整流堆，俗称硅堆。 硅整流堆器件品种较多，在内部结构上，低压小电流硅堆的整流二极管按半桥或全桥方式组合，俗称桥堆，通常采用塑料或陶瓷封装；大电流硅堆则要采用特殊工艺制造，通常采用金属封装，有的还直接带有散热器。常见硅堆外形如图所示。 常见硅堆外形 a）单相整流桥 b）贴片式单相整流桥 c）三相整流桥 d）高压硅整流堆 15 4—2 二极管整流电路 五、滤波电路 1. 电容滤波电路 图所示为桥式整流电容滤波电路。 桥式整流电容滤波电路 a)电路图 b)波形图 16 4—2 二极管整流电路 1. 电容滤波电路 设接通电源前电容C两端电压为零，当接通电源后，在u2正半周，二极管VD1、VD3导通，电容C迅速充电（同时也向负载供电）， 电容C两端电压随u2同步上升，并达到u2的峰值（见上图b中Oa段）。 上图b中虚线所示为未接滤波电容时的输出电压波形，实线所示为电容滤波后的输出电压波形。 17 4—2 二极管整流电路 RLC变化对电容滤波的影响 1. 电容滤波电路 电容滤波的特点是： （1）RLC越大，电容放电越慢，输出直流电压平均值越大，滤波效果也越好；反之，输出电压低且滤波效果差，如图所示，CRL1>CRL2。 18 4—2 二极管整流电路 桥式整流电感滤波电路 2. 电感滤波电路 桥式整流电感滤波电路如图所示，滤波电感与负载串联。 19 4—2 二极管整流电路 LC型滤波电路 3．复式滤波电路 为了进一步提高滤波效果，可以将电容器和电感器（或电阻器）组合成复式滤波电路。 （1）LC型滤波电路 在电感滤波电路的基础上，