10.1整 流 电 路(课件）-《电工电子技术与技能》同步教学（华东师大版）

整流与滤波电路 主题10 1. 了解整流电路的结构，掌握整流电路的工作原理。 2. 了解滤波电路的实际应用，掌握各类滤波电路的主要特性。 3. 了解稳压器的种类和典型应用电路，掌握稳压电路的稳压原理。 知识目标 1. 能够合理选用整流电路元件，且能正确搭接整流电路。 2. 能识读滤波电路的原理图，并估算电容滤波电路的输出电压。 3. 能识读稳压电路的原理图，且能连接集成稳压器。 技能目标 整流电路 探寻1 滤波电路 探寻2 实训 安装与调试直流稳压电源 直流稳压电路 探寻3 目录 整 流 电 路 探寻1 日常生活中，人们需要用到充电器给手机、电动车等用电设备充电，生活用电是交流电220V，而这些用电设备需要输入的是直流电，那么这些用电设备的充电器是如何做到将交流电转化为直流电的呢？ ▲ 手机充电器 ▲ 电动车充电器 在充电器等电子电路中广泛应用的是整流电路。整流电路利用半导体器件二极管的单向导电性，将交流电转化为直流电。本探寻将学习整流电路的组成及工作原理等基本知识。 学习引入 单相半波整流电路 一 单相半波整流电路由变压器T、整流二极管V及负载RL组成。 电源变压器将220V交流电u1变换为整流所需要的较低的交流电u2，二极管V起整流作用，RL是电路的负载。 1. 单相半波整流电路的组成 ▲ 单相半波整流电路原理 知识链接 2. 单相半波整流电路的工作原理 设变压器二次绕组的交流电压u2=U2sinωt。 ① 当u2为正半周时，变压器的a端为正、b 端为负，二极管V承受正向电压而导通，由a→ V→RL→b形成回路。若忽略二极管的正向电压降，此期间 ② 当u2为负半周时，变压器a端为负、b端为正，二极管V承受反向电压而截止，iL=0，此期间uL=0。 知识链接 整流电路重复上述工作过程，在负载上得到的输出电压、电流波形如图所示。由此可见，二极管在u2的正半周导通，负半周截止，在负载RL上得到的是方向不变、大小变化的脉动直流电压uL。 该电路输入电压是单向正弦波，负载上的电压只有半个波形，因此称为单相半波整流电路。 知识链接 3. 单相半波整流电路的输出电压和负载电流 一般用一个周期的平均值来表示负载RL上得到的单向脉动直流电压，电路输出电压的平均值为： （1）输出电压的平均值UL 根据欧姆定律可得，负载电流的平均值IL为： （2）负载电流的平均值IL 知识链接 4. 单相半波整流电路器件的选择 由于变压器二次侧电压 ，所以变压器的额定功率应大于负载功率。 （1）变压器的选择 二级管最大整流电流IFM和最大反向电压URM是选择整流二极管的依据，二极管V所承受的最大反向工作电压为： （2）二极管的选择 最大整流电流为： 综上所述，单相半波整流电路结构简单，但波形脉动程度大、效率低。 知识链接 单相桥式整流电路 二 单相桥式整流电路由变压器T、整流二极管V1～V4及负载RL组成。V1、V2接成共阴极，V3、V4接成共阳极，组成桥式电路的4条桥臂，其电路原理如图（a）所示，也可以如图（b）所示，进行简画。 1. 单相桥式整流电路的组成 ▲ （a）单相桥式整流电路原理 ▲ （b）原理简画图 知识链接 2. 单相桥式整流电路的工作原理 设输入的交流电压u2=U2sinωt。 ▲ 单相桥式整流电路波形 知识链接 当u2为正半周时，a端为正、b端为负，二极管V1、V3正偏导通，V2、V4反偏截止， 产生电流的方向为a→V1→RL→V3→b。此时输出电压极性上正下负，电路输出波形如图所示。 当u2为负半周时，a端为负、b端为正，二极管V2、V4正偏导通，V1、V3反偏截止， 电流流向为b→V2→RL→V4→a。此时输出电压极性仍是上正下负，电路中产生的电流、输出电压的波形如图所示。 在输入交流电压的一个周期内，4只二极管两两为一组，交替导通，得到的输出电压波形为全波，因此该电路又称为单相桥式全波整流电路。 知识链接 3. 单相桥式整流电路的输出电压和负载电流 在交流电的一个周期内，有两个半波电流以同样的方向经过负载，因此，单相桥式整流电路的输出电压平均值为UL=0.9U2。根据欧姆定律可得，负载电流的平均值为： 4. 单相桥式整流电路器件的选择 由于变压器二次侧电压为 ，所以变压器的额定功率应大于负载功率。 （1）变压器的选择 知识链接 二级管最大整流电流IFM和最大反向电压URM是选择整流二极管的依据，二极管V所承受的最大反向工作电压为： （2）二极管的选择 最大整流电流为： 单相桥式整流电路与单相半波整流电路相比，主要优点是可以得到高1倍的直流输出电压，而且减小了电压脉动程度，提高了变压器的利用率。 知识链接 $$