1.3　二极管整流器(课件）-高二《电子技术基础与技能》同步教学（大连理工版）

图(a)是一种最简单的整流电路。它由电源变压器 B将市电电压(我国为220 伏)变换为所需要的交变电压U2，利用整流二极管 VD的单向导电特性，在负载电阻 RL上得到脉动的直流电压，如图所示。 半波整流电路及实物图 1.3.1　半波整流 第一章　 二极管及其应用 1.3　二极管整流器 1.工作原理 变压器次级电压u2 为正半周，即变压器上端为正、下端为负，此时二极管承受正向电压而导通;u2 为负半周，变压器次级下端为正、上端为负，这时 VD承受反向电压，不导通，交流电的负半周就被“削”掉了。电流只有正半周通过 RL，在 RL 上获得了一个单一方向的电压，如图(b)所示，达到了整流的目的。 半波整流电路及实物图 第一章　 二极管及其应用 1.3　二极管整流器 全波整流电路可以看作是由两个半波整流电路组合成的。图是全波整流电路的原理图。 全波整流电路原理 1.3.2　全波整流 第一章　 二极管及其应用 1.3　二极管整流器 1.工作原理 用图所示的电流路径说明。 在0≤ωt≤π时，VD1 导通，VD2 截止，在 RL 上得到上正，下负的直流电压(见图(a))。 在π<ωt≤2π时，VD2 导通，VD1 截止，在 RL 上得到的仍然是上正、下负的电压(见图(b))。 全波整流电流路径 第一章　 二极管及其应用 1.3　二极管整流器 2.应用实例 手表电池充电器电路如图所示。 工作原理：220 V交流电经变压器 B降压，二极管 VD1、VD2 全波整流，电阻 R 限流使发光管 LED点亮发光，此电压经 VD3 由 A、B端加到钮扣电池上进行充电。随着充电的不断进行，钮扣电池的端电压不断升高，当升高到1.6 V时 VD3 截止，充电自动终止。 手表电池充电器电路图及实物图 第一章　 二极管及其应用 1.3　二极管整流器 桥式整流电路是使用最多的一种整流电路。这种电路，是用四只二极管连接成“桥”式结构，如图所示。 桥式整流电路 1.3.3　桥式整流 第一章　 二极管及其应用 1.3　二极管整流器 1.工作原理 当输入电压处于交流电压正半周时，二极管 VD1 和 VD3 导通，二极管 VD1、负载电阻RL、VD3 构成一个导电回路(图中虚线所示)。输入电压处于交流电压负半周时，二极管 VD2 和 VD4 导通，二极管 VD2、负载电阻RL、VD4 构成一个回路。 桥式整流工作原理 第一章　 二极管及其应用 1.3　二极管整流器 经过整流后的电源电压虽然没有交流变化成分，但其脉动较大，需要经过滤波电路消除其脉动成分，使其更接近于直流。 滤波的方法一般采用无源元件电容或电感，利用其对电压、电流的储能特性达到滤波的目的。 1.4.1　电容滤波 电容滤波电路是使用最多也是最简单的滤波电路。其结构是，在整流电路的输出端并联一个容量较大的电解电容器。该电路多用在小功率电源电路中。 第一章　 二极管及其应用 1.4　滤波电路 1.电容滤波原理 以单相桥式整流电容滤波为例进行分析，其电路如图所示。 滤波电路 2.主要参数 因为滤波后的输出电压中含有直流电压和交流电压，一般很难用精确的数学表达式进行计算，所以，一般使用中多采用近似估算和测量的方法来确定。 第一章　 二极管及其应用 1.4　滤波电路 (1)输出直流电压 RLC 愈大→电容器放电愈慢→Uo(平均值)愈大。 当RLC 的数值满足： 时，输出直流电压近似为：Uo≈1.2 U2。 其中 T 为交流电源的周期。 (2)输出交流电压(纹波电压) 纹波电压一般通过电压表测得。输出交流电压的数值越小，滤波效果越好。 第一章　 二极管及其应用 1.4　滤波电路 电感滤波电路 输出电压平均值：Uo=0.9 U2 1.4.2　其他形式滤波电路 1.电感滤波电路 电路结构：在桥式整流电路与负载之间串入一电感 L。如图所示。 第一章　 二极管及其应用 1.4　滤波电路 2.复合滤波电路 为进一步改善滤波特性，可将上述滤波电路组合起来使用。采取多级滤波。如 L-C型滤波电路：在电感滤波后面再接一电容，见图。 RC-π型滤波电路 RC-π 型滤波电路：在电容滤波后再接一级 RC滤波电路。如图所示。 LC-π 型滤波电路：在电容滤波后面再接 L-C 型滤波电路。性能及应用场合分别与电容滤波和电感滤波相似。 L-C型滤波电路 第一章　 二极管及其应用 1.4　滤波电路 二极管限幅器(也称为削波器)切掉或限制高于/低于指定电平的电压。为了明白限幅器的工作情况，首先看一个简单的无源限幅器，如图 (a)所示。当输入信号为负时，二极管反向偏置，输出信号看起来和输入信号一样。当输入信号为正时，二极管正向偏置，输出被限幅在+0.7 V，它是二极管的电压降。如果转换二极管的方向，就得到了如图(b)所示的负向限幅器。 基本二极管限幅器 1.