专题6 整流电路（讲义）-山东省（春季高考）电子技术类《模拟电子基础及应用》考纲讲练测

编写说明：本专辑为山东省（春季高考）电子技术类《模拟电子基础及应用考纲讲练测》，严格依据山东省春季高考考试大纲（专业课）电子技术类考试范围及要求编写，精准对标考纲，兼顾考点覆盖与实战应用。每套讲练测提供讲义、课件、练习三大配套教学文件，贯穿九大核心环节：考点解读、思维导图、知识梳理、背诵环节、常考题、高考真题、课堂练习、课堂小结及课后测验，形成“讲-练-测-评”闭环式教学与复习逻辑，助力考生夯实基础、突破重难点。 山东省电子技术类 《模拟电子基础及应用考纲讲练测》 专题6 整流电路 讲义 [考点解读] （1）掌握常用整流电路的结构、工作过程及计算。 [思维导图] [知识梳理] 1 整流的基本概念 （1）整流的定义 整流是将交流电变换为脉动直流电的过程。利用二极管的单向导电性，将交流电的正负半周进行有选择地导通，使负载得到单方向的电流。 （2）整流电路的作用 整流电路是直流稳压电源的重要组成部分，其作用是将交流电变成脉动直流电。 （3）整流电路的组成 整流电路通常由整流变压器（用于降压或隔离）、整流二极管（核心元件，利用单向导电性实现整流）和负载电阻（RL）组成。 （4）整流电路的分类 按电源相数可分为单相整流和三相整流；按输出波形可分为半波整流和全波整流。常用单相整流电路有：单相半波整流、单相全波整流、单相桥式整流。 易错提醒：整流电路利用二极管的单向导电性将交流电变为脉动直流电，但输出的仍然是脉动的直流电，不是平滑的直流电。滤波电路才是将脉动直流电变得平滑。 2 单相半波整流电路 （1）电路结构 单相半波整流电路由变压器、一只整流二极管VD和负载电阻RL组成。变压器二次侧电压为u2，二极管与负载串联。 （2）工作过程 ① 当u2为正半周时，二极管VD正偏导通，电流从二极管正极流向负极，经负载RL形成回路，负载上得到正半周电压。 ② 当u2为负半周时，二极管VD反偏截止，电路中没有电流，负载电压为零。 ③ 二极管在负半周承受全部反向电压，承受的最大反向电压为u2的峰值。 （3）输出波形 负载上的电压波形只有输入交流电的正半周，负半周被二极管切除，形成脉动直流电。 （4）参数计算 ① 负载直流电压（平均值）：UL = 0.45 U2（U2为变压器二次侧电压有效值） ② 负载电流平均值：IL = UL / RL ③ 流过二极管的平均电流：ID = IL ④ 二极管承受的最大反向电压：UDRM = √2 U2 （5）特点 ① 优点：电路简单，使用的元器件少，成本低。 ② 缺点：输出电压脉动大，直流电压低，电源利用率低，二极管承受的反向电压较高（与桥式整流相比）。 易错提醒：单相半波整流输出直流电压为0.45U2，二极管承受的最大反向电压为√2U2。选择二极管时，最大整流电流应大于ID，反向耐压值应大于√2U2。 3 单相全波整流电路 （1）电路结构 单相全波整流电路由变压器（二次侧有中心抽头）、两只整流二极管VD1、VD2和负载电阻RL组成。变压器二次侧两个绕组的电压相等，中心抽头接地作为公共端。 （2）工作过程 ① 当u2为正半周时（上正下负），VD1正偏导通，VD2反偏截止。电流从变压器上端→VD1→RL→中心抽头，形成回路，负载上得到正半周电压。 ② 当u2为负半周时（上负下正），VD2正偏导通，VD1反偏截止。电流从变压器下端→VD2→RL→中心抽头，形成回路，负载上同样得到正半周电压。 ③ 两只二极管交替导通，在负载上得到完整的脉动直流电。 （3）输出波形 负载上的电压波形将输入交流电的负半周翻转成正半周，形成全波脉动直流电。 （4）参数计算 ① 负载直流电压（平均值）：UL = 0.9 U2（U2为变压器二次侧每半个绕组的电压有效值） ② 负载电流平均值：IL = UL / RL ③ 流过每只二极管的平均电流：ID = 0.5 IL ④ 二极管承受的最大反向电压：UDRM = 2√2 U2 （5）特点 ① 优点：输出电压较高（是半波整流的2倍），脉动成分下降，电源利用率提高。 ② 缺点：需要带中心抽头的变压器，二极管承受的反向电压较高（是半波整流的2倍）。 易错提醒：全波整流输出直流电压为0.9U2（是半波整流的2倍），每只二极管只导通半个周期，流过每只二极管的平均电流为负载电流的一半。但二极管承受的最大反向电压为2√2U2，是三种整流电路中最高的。 4 单相桥式整流电路 （1）电路结构 单相桥式整流电路由四只整流二极管VD1～VD4接成桥路形式，负载RL接在桥路的输出端。桥式整流不需要带中心抽头的变压器。 四只二极管的连接方式：VD1和VD3构成一对，VD2和VD4构成另一对，形成四个桥臂。 （2）工作过程 ① 当u2为正半周时（上正下负），VD1、VD3正偏导通，VD2、VD4反偏截止。电流从变压器上端→VD1→RL→VD3→变压器下端，形成回路，负载上得到正半周电压。 ② 当u2为负半周时（上负下正），VD2、VD4正偏导通，VD1、VD3反偏截止。电流从变压器下端→VD2→RL→VD4→变压器上端，形成回路，负载上同样得到正半周电压。 ③ 四只二极管成对交替导通，在负载上得到完整的脉动直流电。 （3）输出波形 负载上的电压波形与全波整流相同，将输入交流电的负半周翻转成正半周，形成全波脉动直流电。 （4）参数计算 ① 负载直流电压（平均值）：UL = 0.9 U2（U2为变压器二次侧电压有效值） ② 负载电流平均值：IL = UL / RL ③ 流过每只二极管的平均电流：ID = 0.5 IL ④ 二极管承受的最大反向电压：UDRM = √2 U2 （5）特点 ① 优点：输出电压高（与全波整流相同），脉动小；变压器不需要中心抽头，结构简单；二极管承受的反向电压较低（仅为全波整流的一半）。 ② 缺点：使用的二极管数量较多（4只）。 考点总结：桥式整流与全波整流输出电压相同（均为0.9U2），但桥式整流二极管承受的最大反向电压为√2U2（是全波整流的一半），且变压器不需要中心抽头。因此桥式整流应用最广泛。 5 三种整流电路的对比分析 项目 单相半波整流 单相全波整流 单相桥式整流 电路结构 1只二极管 2只二极管+中心抽头变压器 4只二极管（桥路） 输出电压UL 0.45U2 0.9U2 0.9U2 负载电流IL 0.45U2/RL 0.9U2/RL 0.9U2/RL 二极管电流ID IL 0.5IL 0.5IL 最大反向电压UDRM √2U2 2√2U2 √2U2 优点 电路简单，元器件少 输出电压高，脉动小 输出电压高，脉动小，变压器简单 缺点 输出电压低，脉动大 需中心抽头变压器，二极管反向电压高 需4只二极管 6 整流电路元件参数的选择 （1）单相半波整流电路 二极管的最大整流电流应大于二极管正向导通时的平均电流 IFM ≥ ID = 0.45U2/RL；反向耐压值应大于变压器二次侧电压的最大值，即 URM ≥ √2U2。 （2）单相全波整流电路 每只二极管导通半个周期，二极管中的电流是负载电流的一半，所以选用的二极管最大整流电流 IFM ≥ 0.5IL；二极管反向耐压值应大于变压器二次侧每半个绕组电压最大值的两倍，即 URM ≥ 2√2U2。 （3）单相桥式整流电路 桥式整流时，每只二极管导通半个周期，二极管中的电流是负载电流的一半，所以选用的二极管最大整流电流 IFM ≥ 0.5IL；二极管反向耐压值应大于变压器二次侧电压的最大值，即 URM ≥ √2U2。 （4）硅桥（硅堆） 小功率桥式整流电路的4只整流二极管被接成桥路后封装成一个整流器件，称为"硅桥"或"硅堆"。选用时应注意它们的额定电流和允许的反向电压要符合整流电路要求。 考点总结：选择整流二极管时，主要考虑两个参数：最大整流电流IFM和最高反向工作电压URM。IFM应大于实际流过二极管的平均电流，URM应大于二极管实际承受的最大反向电压，并留有安全裕量。 [背诵环节] 1. 整流电路的作用是什么？ 【答案】 整流电路的作用是将交流电变成脉动直流电。利用二极管的单向导电性，将交流电的正负半周进行有选择地导通，使负载得到单方向的电流。 2. 单相半波整流电路的输出电压和二极管承受的最大反向电压分别是多少？ 【答案】 输出电压UL = 0.45U2，二极管承受的最大反向电压UDRM = √2U2。 3. 单相全波整流电路的输出电压和二极管承受的最大反向电压分别是多少？ 【答案】 输出电压UL = 0.9U2，二极管承受的最大反向电压UDRM = 2√2U2。 4. 单相桥式整流电路的输出电压和二极管承受的最大反向电压分别是多少？ 【答案】 输出电压UL = 0.9U2，二极管承受的最大反向电压UDRM = √2U2。 5. 三种整流电路中，哪种电路应用最广泛？为什么？ 【答案】 单相桥式整流电路应用最广泛。因为桥式整流输出电压高（与全波整流相同），脉动小，变压器不需要中心抽头，结构简单，二极管承受的最大反向电压较低（仅为全波整流的一半）。 6. 选择整流二极管时主要考虑哪两个参数？ 【答案】 选择整流二极管时主要考虑最大整流电流IFM和最高反向工作电压URM。IFM应大于实际流过二极管的平均电流，URM应大于二极管实际承受的最大反向电压。 [常考题] 1. 将交流电变换为脉动直流电的过程称为（　　　）。 A. 稳压 B. 整流 C. 滤波 D. 变压 【答案】 B 2. 单相半波整流电路中，二极管承受的最大反向电压为（　　　）。 A. 0.45U2 B. 0.9U2 C. √2U2 D. 2√2U2 【答案】 C 3. 单相全波整流电路中，流过每只二极管的平均电流为负载电流的（　　　）。 A. 1倍 B. 2倍 C. 0.5倍 D. 0.25倍 【答案】 C 4. 单相桥式整流电路中，若U2 = 10V，则输出电压UL约为（　　　）。 A. 4.5V B. 9V C. 12V D. 14V 【答案】 B 5. 在单相桥式整流电路中，一个周期内流过二极管的平均电流是负载电流的（　　　）。 A. 1倍 B. 2倍 C. 1.5倍 D. 0.5倍 【答案】 D 6. 下列整流电路中，需要带中心抽头变压器的是（　　　）。 A. 单相半波整流 B. 单相全波整流 C. 单相桥式整流 D. 以上都不需要 【答案】 B [高考模拟题] 1. （单项选择题）实现将交流电转换成脉动直流电的方法是（　　　）。 A. 稳压 B. 整流 C. 滤波 D. 变压 【答案】 B 2. （单项选择题）单相桥式整流电路中如果一只二极管脱焊，测得负载电压为9V，则变压器副边电压为（　　　）。 A. 4.5V B. 10V C. 20V D. 18V 【答案】 C 【解析】 桥式整流一只二极管脱焊后变为半波整流，UL = 0.45U2 = 9V，则U2 = 20V。 3. （单项选择题）在单相桥式整流电路中，一个周期内流过二极管的平均电流是负载电流的（　　　）。 A. 1倍 B. 2倍 C. 1.5倍 D. 0.5倍 【答案】 D 4. （单项选择题）在二极管单相桥式整流电路中，电源变压器次级绕组电压有效值为20V，测得负载两端电压为9V，则该电路发生的故障是（　　　）。 A. 一只二极管开路 B. 一只二极管接反 C. 负载开路 D. 相邻两只二极管接反 【答案】 A 【解析】 桥式整流正常时UL = 0.9 × 20 = 18V，一只二极管开路后变为半波整流，UL = 0.45 × 20 = 9V。 5. （单项选择题）单相全波整流电路中，二极管承受的最大反向电压为（　　　）。 A. √2U2 B. 2√2U2 C. 0.9U2 D. 0.45U2 【答案】 B 6. （单项选择题）单相半波整流电路中，二极管承受的最大反向电压为（　　　）。 A. √2U2 B. 2√2U2 C. 0.9U2 D. 0.45U2 【答案】 A 7. （单项选择题）单相桥式整流电路中，若变压器二次侧电压有效值为20V，则每只二极管承受的最大反向电压为（　　　）。 A. 20V B. 28.28V C. 40V D. 56.56V 【答案】 B 【解析】 桥式整流二极管承受的最大反向电压UDRM = √2U2 = 1.414 × 20 = 28.28V。 8. （单项选择题）下列关于三种整流电路的说法正确的是（　　　）。 A. 半波整流输出电压最高 B. 全波整流二极管承受的反向电压最低 C. 桥式整流二极管承受的反向电压与半波整流相同 D. 三种整流电路输出电压相同 【答案】 C 【解析】 桥式整流和半波整流二极管承受的最大反向电压均为√2U2，全波整流为2√2U2。 [课堂练习] 1. 整流电路利用的是二极管的（　　　）特性。 A. 单向导电性 B. 正向导通性 C. 反向击穿性 D. 稳压性 【答案】 A 【解析】 整流电路利用二极管的单向导电性将交流电变为脉动直流电。 2. 单相半波整流电路中，负载上得到的电压波形是（　　　）。 A. 完整的正弦波 B. 只有正半周的正弦波 C. 只有负半周的正弦波 D. 平滑的直流电 【答案】 B 【解析】 半波整流负载上得到的是输入交流电的正半周，负半周被二极管切除。 3. 单相全波整流电路与单相桥式整流电路输出电压的关系是（　　　）。 A. 全波整流高于桥式整流 B. 桥式整流高于全波整流 C. 两者相等 D. 无法比较 【答案】 C 【解析】 全波整流和桥式整流输出电压均为0.9U2，两者相等。 4. 单相桥式整流电路中，若一只二极管接反，则电路会出现（　　　）。 A. 正常工作 B. 电源被短路 C. 输出电压减半 D. 无输出电压 【答案】 B 【解析】 桥式整流中若一只二极管接反，在某个半周内会形成短路路径，导致电源被短路。 5. 单相全波整流电路需要（　　　）。 A. 中心抽头变压器和2只二极管 B. 普通变压器和4只二极管 C. 中心抽头变压器和4只二极管 D. 普通变压器和2只二极管 【答案】 A 【解析】 单相全波整流电路需要带中心抽头的变压器和2只二极管。 6. 在单相桥式整流电路中，若电源变压器二次电压有效值为20V，则负载两端的直流电压约为（　　　）。 A. 9V B. 18V C. 24V D. 28V 【答案】 B 【解析】 桥式整流UL = 0.9 × 20 = 18V。 7. 小功率桥式整流电路的4只整流二极管封装成一个器件称为（　　　）。 A. 硅桥 B. 硅堆 C. 整流桥 D. 以上都对 【答案】 D 【解析】 小功率桥式整流电路的4只整流二极管封装成一个器件，称为硅桥或硅堆。 8. 单相半波整流电路中，若变压器二次侧电压有效值为20V，则二极管承受的最大反向电压为（　　　）。 A. 20V B. 28.28V C. 40V D. 56.56V 【答案】 B 【解析】 半波整流UDRM = √2 × 20 = 28.28V。 9. 在单相桥式整流电路中，流过每只二极管的平均电流与负载电流的关系为（　　　）。 A. ID = IL B. ID = 2IL C. ID = 0.5IL D. ID = 0.25IL 【答案】 C 【解析】 桥式整流每只二极管只导通半个周期，ID = 0.5IL。 10. 单相半波整流电路中，负载电压波形的频率为（　　　）。 A. 与输入交流电频率相同 B. 输入交流电频率的2倍 C. 输入交流电频率的一半 D. 不确定 【答案】 A 【解析】 半波整流输出波形频率与输入交流电频率相同。 11. 全波整流和桥式整流输出波形的频率为输入交流电频率的（　　　）。 A. 1倍 B. 2倍 C. 0.5倍 D. 4倍 【答案】 B 【解析】 全波整流和桥式整流将正负半周都利用起来，输出波形频率为输入交流电频率的2倍。 12. 某单相桥式整流电路，已知U2 = 20V，RL = 10Ω，则流过每只二极管的平均电流约为（　　　）。 A. 0.45A B. 0.9A C. 1.8A D. 2.7A 【答案】 B 【解析】 IL = UL / RL = (0.9 × 20) / 10 = 1.8A，ID = 0.5 × 1.8 = 0.9A。 [课堂小结] 一、整流的基本概念 ① 整流：将交流电变换为脉动直流电。 ② 利用器件：二极管（单向导电性）。 ③ 常用整流电路：单相半波、单相全波、单相桥式。 二、三种整流电路对比 项目 半波整流 全波整流 桥式整流 二极管数量 1只 2只 4只 变压器 普通 中心抽头 普通 UL 0.45U2 0.9U2 0.9U2 ID IL 0.5IL 0.5IL UDRM √2U2 2√2U2 √2U2 三、二极管选择 ① 最大整流电流 IFM ≥ 实际流过二极管的平均电流。 ② 最高反向工作电压 URM ≥ 实际承受的最大反向电压。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $