5.1.1 单相半波整流电路（课件）-高二《电子技术基础与技能》同步教学（人邮版）

第5章 直流稳压电源 本章首先介绍单相半波、桥式整流电路，晶闸管可控整流电路，然后介绍电容、电感滤波电路，最后介绍硅稳压管稳压电路、串联型三极管稳压电路和集成稳压电路。 知识目标 掌握直流稳压电源的组成及各部分功能。 掌握单相半波、桥式整流电路的工作原理及电路特点。 了解晶闸管可控整流电路的原理。 了解滤波电路的作用。 掌握稳压管稳压电路的形式、工作原理及电路特点。 掌握串联型三极管稳压电路的形式、工作原理。 熟悉常用三端集成稳压器的引脚功能。 掌握三端集成稳压器的连接方法。 技能目标 能自己选择元器件，组装直流稳压电源。 有排除整流、滤波电源故障的能力。 能根据实物电路板，分析并画出整流、滤波和稳压电路原理图。 我国某些农村地区，由于电力不够、电网不稳，致使许多家用电器无法使用，在使用家庭稳压器后，问题得到了解决，不仅使家里电源电压升高了，而且也变得稳定了，图5.1所示为稳压电源的作用示意图。另外，在各种电子设备和计算机中都离不开稳压电源。 稳压电源分为直流稳压电源和交流稳压电源，本章主要学习直流稳压电源。 图5.1 稳压电源作用示意图 5.1 二极管整流电路 经过变压器变压后的交流电通过整流电路变成了单方向的脉动直流电，如图5.2所示。我们知道二极管具有单向导电特性，因此利用其单向导电特性即可实现整流。 本节介绍最简单的单相半波整流电路和最常用的单相桥式整流电路。 图5.2 整流电路的作用 5.1.1 单相半波整流电路 1．半波整流电路的结构 半波整流电路由电源变压器、整流二极管和负载组成，如图5.3所示，其中图（a）为半波整流电路的实物图，图（b）为半波整流电路原理图，图中U2表示变压器次级线圈的交流电压有效值，Uo是脉动的直流输出电压。变压器的作用是将交流电（～220V）转换为符合整流器需要的交流电压。 （a）实物图 （b）原理电路图 图5.3 半波整流电路 2．半波整流电路的工作原理 按图5.4所示连接电路。用示波器观察U2两端电压波形和输出Uo两端的电压波形。（建议采用仿真演示） （a）U2为正半周情况 （b）U2 为负半周情况 （c）波形图 图5.4 半波整流电路工作过程及波形 对一个周期的正弦交流信号来说，U2是正弦波，而Uo只有正弦波的正半周（半个波），如图5.4（c）所示。 知识探究 由半波整流电路的输出波形可以分析： 在输入信号的一个周期内，当输入为正半周时，二极管因外加正向偏置电压而导通，如图5.4（a）所示；当输入为负半周时，二极管因外加反向偏置电压而截止，如图5.4（b）所示。由此可见，二极管的单向导电特性使得双向的正弦波变成了单向的正弦波的半个周期。 归纳 利用整流二极管的单向导电性将双向的交流电变成单方向的脉动直流电，这一过程称为整流。这种电路仅获得电源电压U2的半个波，故称半波整流。 知识拓展 ——半波整流原理 上述分析是从输出波形角度分析电路工作情况，下面从电路结构及二极管特性角度分析整流原理。 电源变压器T的初级接交流电压U1，则在变压器T的次级就会产生感应电压U2。当U2为正半周时，整流二极管VD上加的是正向电压，处于导通状态，其电流Io(AV)流过负载RL，于是在RL上产生正半周电压Uo(AV)，如图5.4（a）所示；当变压器T次级感应电压U2为负半周时，整流二极管VD上加的是反向电压，因而截止，负载RL上无电流流过，如图5.4（b）所示；当输入电压进入下一个周期时，整流电路将重复上述过程。各波形之间的对应关系如图5.4（c）所示，由波形图可见，它的大小是波动的，但方向不变。这种大小波动、方向不变的电流（或电压）称为脉动直流电。 3．基本参数 （1）整流输出电压平均值Uo(AV) 负载上电压大小虽然是变化的，但可以用其平均值来表示其大小（相当于把波峰上半部割下来填补到波谷，将波形拉平）。负载RL上的半波脉动直流电压平均值可按下式计算得到。 Uo(AV) = 0.45U2 式中U2是变压器次级线圈电压的有效值。 （2）负载的电流Io(AV) （3）二极管的正向电流ID(AV) 该电流和流过负载RL上的电流Io(AV)相等，即 ID(AV) = Io(AV) （4）二极管截止时，它承受的反向峰值电压URM为 4．电路特点 半波整流电路简单，使用的元件