5.1.2 单相桥式整流电路（课件）-高二《电子技术基础与技能》同步教学（人邮版）

5.1.2 单相桥式整流电路 1．桥式整流电路的结构 桥式整流电路由电源变压器T4只整流二极管VD1～VD4和负载RL组成，如图5.5所示，其中图5.5（a）为实物图，图5.5（b）为电路原理图。 （a）实物图 （b）电路原理图 图5.5 桥式整流电路 2．桥式整流电路的工作原理 按图5.5（b）所示连接电路，注意观察U2两端电压波形和输出Uo两端电压波形。（建议采用仿真演示） 对一个周期的正弦交流信号来说，U2是正弦波，而Uo为正弦波的两个正半周（两个半波），如图5.6（c）所示。 知识探究 在输入信号的一个周期内，当输入为正半周时，4只二极管中有2只因外加正向偏置电压而导通，另外2只因外加反向偏置电压而截止，如图5.6（a）所示；当输入为负半周时，4只二极管的工作情形与上述情形相反，导通的二极管变为截止，截止的二极管变为导通，如图5.6（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两个正半周。 图5.6 桥式整流电路电流通路 归纳 在交流电正、负半周都有同一方向的电流流过RL，4个二极管中2个为一组，两组轮流导通，在负载上得到全波脉动的直流电压和电流。 知识拓展 ——桥式整流原理 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。 当输入电压U1为正半周时，变压器次级线圈的电压极性为A正B负，整流二极管VD1和VD3因加正向电压而导通，VD2和VD4因加反向电压而截止，电流Io流经VD1、RL和VD3并在RL上产生压降Uo，如图5.6（a）所示。 当输入电压U2为负半周时，变压器次级线圈的电压极性为B正A负，二极管VD2、VD4因加正向电压而导通，VD1和VD3因加反向电压而截止，电流Io流经VD2、RL和VD4并在RL上产生压降Uo，如图5.6（b）所示。 由此可见，在电压U2的一个周期内，负载上均有电流通过，其波形如图5.6（c）所示。 3．基本参数 （1）整流输出电压平均值Uo(AV) 桥式整流为全波整流，故负载上的平均电压和电流均比半波整流大一倍。 Uo(AV) = 0.9U2 （2）流过负载的电流Io(AV) （3）流过二极管的正向电流ID(AV) 桥式整流电路的结构决定了每只二极管只在半个周期内导通，所以在一个周期内流过每个管子的平均电流只有负载电流的一半，即 （4）每只二极管所承受的反向电压亦为变压器次级电压的峰值电压URM 4．电路特点 桥式整流电路利用了交流输入的整个周期，变压器利用效率高，其输出电压为半波整流的两倍，输出电压的纹波大大减少。 正因为桥式整流电路具有上述优点，它在家用电器、仪器仪表、通信设备、电力控制装置等方面得到了广泛应用。 *5.2 晶闸管可控整流电路 晶闸管是可控整流元件，利用它组成的整流电路可以把交流电转换成大小可调的直流电，故称为可控整流电路。 单向可控整流电路有半波、全波、半控桥式、全控桥式及其他不同接法。 5.2.1 单相半波可控整流电路 1．电路结构 单相半波可控整流电路如图5.7所示。其中Ui为交流电源变压器的次级电压，RL为负载。由电源、晶闸管及负载组成的回路称为主回路，由控制极、阴极及其他外电路组成的回路称为控制回路（触发电路）。 本小节只讨论主回路的情况，并认为控制极在适当时刻能得到触发脉冲。 图5.7 单相半波可控整流电路 2．电路原理 晶闸管VS视为理想元件，当控制极未加控制电压时，VS就没有整流输出；当交流电压输入为正半周时，VS承受正向电压，如果t1时刻给控制极加上一个足够大的触发电压uG时，VS就会导通，在负载上获得单向脉动整流输出电压；当交流电压经过零值时，流过VS的电流小于维持电流，VS便自行关断；当交流电压输入为负半周时，VS因承受反向电压而保持关断状态。其工作波形如图5.8所示。 由图5.8可见，如果改变触发脉冲出现的时间（控制角），即可改变输出波形，也就是可以改变其大小。所以说晶闸管可控整流电路可以把交流电转换成大小可调的直流电，这是它与二极管整流电路的区别。 图5.8 单相半波可控整流电路工作波形 3．控制角与导通角 晶闸管在半个周期内，不导通的范围称为控制角，用“”表示；导通的