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1、二极管整流电路原理与分析半波整流二极管半波整流电路实际上利用了二极管的单向导电特性。当输入电压处于交流电压的正半周时，二极管导通，输出电压 侦匕-。当输入电压处于交流电压的负半周时，二极管截止，输出电压 、=0。半波整流电路输入和输出电压的波形如图所 示。二极管半波整流电路对于使用直流电源的电动机等功率型的电气设备，半波整流输出的脉动电压就足够了。但对于电 子电路，这种电压则不能直接作为半导体器件的电源，还必须经过平滑（滤波）处理。平滑处理 电路实际上就是在半波整流的输出端接一个电容，在交流电压正半周时，交流电源在通过二极管向负载提供电源的同时对电容充电，在交流电压负半周时，电容通过负载电阻放
2、电。电容输出的二极管半波整流电路仿真演示通过上述分析可以得到半波整流电路的基本特点如下:（1）半波整流输出的是一个直流脉动电压。（2）半波整流电路的交流利用率为50%。（3）电容输出半波整流电路中，二极管承担最大反向电压为2倍交流峰值电压（电容输出 时电压叠加）。（3）实际电路中，半波整流电路二极管和电容的选择必须满足负载对电流的要求。全波整流当输入电压处于交流电压的正半周时，二极管D1导通，输出电压Vo=v-VD。当输入电压处于交流电压的负半周时，二极管D2导通，输出电压N f据二极管全波整流电路由上述分析可知，二极管全波整流电路输出的仍然是一个方向不变的脉动电压，但脉动频率是半波整流的一倍
3、。通过与半波整流相类似的计算，可以得到全波整流输出电压有效值Vorsm=0.9Ursm。全波整流输出的直流脉动电压仍然不能满足电子电路对直流电源的要求，必须经过平滑（滤波）处理。与半波整流相同，平滑处理电路是在全波整流的输出端接一个电容。电容在脉动电压的两个峰值之间向负载放电，使输出电压得到相应的平滑。电容输出的二极管半波整流电路仿真演示通过上述分析可以得到半波整流电路的基本特点如下：（1）半波整流输出的是一个直流脉动电压。（2）半波整流电路的交流利用率为50%。（3）电容输出半波整流电路中，二极管承担最大反向电压为2倍交流峰值电压（电容输出 时电压叠加）。（3）实际电路中，半波整流电路二极管
4、和电容的选择必须满足负载对电流的要求。全波整流当输入电压处于交流电压的正半周时，二极管D1导通，输出电压Vo=v-VD。当输入电压处 于交流电压的负半周时，二极管D2导通，输出电压Vo=*-V庞。二极管全波整流电路仿真演示由上述分析可知，二极管全波整流电路输出的仍然是一个方向不变的脉动电压，但脉动 频率是半波整流的一倍。通过与半波整流相类似的计算，可以得到全波整流输出电压有效值Vorsm=0.9Ursm。全波整流输出的直流脉动电压仍然不能满足电子电路对直流电源的要求，必须经过平滑（滤波） 处理。与半波整流相同，平滑处理电路是在全波整流的输出端接一个电容。电容在脉动电压的两个峰值之间向负载放电，
5、使输出电压得到相应的平滑。电容输出的二极管全波整流电路仿真演示通过上述分析可以得到全波整流电路的基本特点如下：（1）全波整流输出的是一个直流脉动电压。（2）全波整流电路的交流利用率为100%。（3）电容输出全波整流电路，二极管承担的最大反向电压为2倍交流峰值电压（电容输出 时电压叠加）。（4）实际电路中，全波整流电路中二极管和电容的选择必须满足负载对电流的要求。桥式整流所谓桥式整流电路，就是用二极管组成一个整流电桥。当输入电压处于交流电压正半周时，二极管q、负载电阻凡、D3构成一个回路（图5中虚 线所示），输出电压Vo=v.-VD-VDi。输入电压处于交流电压负半周时，二极管d2、负载电阻rl
6、、 D4构成一个回路，输出电压Vo=vrVD2-VD4。图中滤波电容的工作状态。二极管桥式整流电路仿真演示由上述分析可知，二极管桥式整流电路输出的也是一个方向不变的脉动电压，但脉动频率 是半波整流的一倍。与半波整流输出电压有效值计算相类似，可以得到桥式整流输出电压有效 值 Vrsm=。叫sm。通过上述分析，可以得到桥式整流电路的基本特点如下：（1）桥式整流输出的是一个直流脉动电压。（2）桥式整流电路的交流利用率为100%。（3）电容输出桥式整流电路，二极管承担的最大反向电压为2倍的交流峰值电压（电容输 出时电压叠加）。（4）桥式整流电路二极管的负载电流仅为半波整流的一半。（5）实际电路中，桥式
7、整流电路中二极管和电容的选择必须满足负载对电流的要求。各种整流电路及工作原理介绍Q各种整流电路及工作原理介绍本文介绍一下利用二极管组成的各种整流电路及工作原理一、半波整流电路图5-1、是一种最简单的整流电路。它由电源变压器B、整流二极管D和负载电阻Rfz 组成。变压器把市电电压（多为220伏）变换为所需要的交变电压e2，D再把交流电变换为脉 动直流电。下面从图5-2的波形图上看着二极管是怎样整流的。变压器砍级电压e2，是一个方向和大小都随时间 变化的正弦波电压，它的波形如图5-2（a）所示。在 0K时间内，e2为正半周即变压器上端为正下端为 R& 负。此时二极管承受正向电压面导通，e2通过它加
8、在图 5-1半波整流电路以及负载电流的大小还随时间而变化，因此，通常称负载电阻Rfz上，在n2n 时间内，e2 为负半周，变压器次级下端为正，上端为 负。这时D承受反向电压，不导通，Rfz 上无电压。在n2n时间内，重复0n 时间的过程，而在3n4n时间内，又重 复n2n时间的过程这样反复下去， 交流电的负半周就被削掉了，只有正半 周通过Rfz，在Rfz上获得了一个单一右向 （上正下负）的电压，如图5-2 （b）所示， 达到了整流的目的，但是，负载电压Usc 它为脉动直流。这种除去半周、图下半周的整流方法，叫半波整流。不难看出，半波整说是以牺牲一半交 流为代价而换取整流效果的，电流利用率很低（
9、计算表明，整流得出的半波电压在整个周期内的 平均值，即负载上的直流电压Usc =0.45e2 ）因此常用在高电压、小电流的场合，而在一般无 线电装置中很少采用。二、全波整流电路220V5-3全波整流电路如果把整流电路的结构作一些调整，可以得到 一种能充分利用电能的全波整流电路。图5-3是全 波整流电路的电原理图。全波整流电路，可以看作是由两个半波整流电 路组合成的。变压器次级线圈中间需要引出一个抽 头，把次组线圈分成两个对称的绕组，从而引出大 小相等但极性相反的两个电压e2a、e2b，构成e2a 对Dl为D2不导通(见e2a 、D1、Rfz 与 e2b 、D2、Rfz，两个通电回路。全波整流电
10、路的工作原理，可用图5-4所示的波形图说明。在0n间内，正向电压，D1导通，在Rfz上得到上正下负的电压；e2b 对D2为反向电压，图5-4 (b)。在n -2n时间内，e2b对D2为正向电压，D2导通，在Rfz上得到的仍然是上正 下负的电压；e2a 对D1为反向电压，D1不导通(见图5-4 (C)。如此反复，由于两个整流元件D1、D2轮流导电，结果负载电阻Rfz上在正、负两个半周作用期 间，都有同一方向的电流通过，如图5-4 (b)所示的那样，因此称为全波整流，全波整流不仅 利用了正半周，而且还巧妙地利用了负半周，从而大大地提高了整流效率(Usc =0.9e2，比半波 整流时大一倍)。图5-
11、3所示的全波整滤电路，需要 变压器有一个使两端对称的次级中心 抽头，这给制作上带来很多的麻烦。另 外，这种电路中，每只整流二极管承受 的最大反向电压，是变压器次级电压最图5-5轿式整流电路(a)E2Re图5-5轿式整流电路（b）大值的两倍，因此需用能承受较 高电压的二极管。图5-5 （a ）为桥式整流电路T图，（b）图为其简化画法。三、桥式整流电路:+：桥式整流电路是使用最多的一种整流电路。这种电 路，只要增加两只二极管口连接成桥式结构，便具有 Use全波整流电路的优点，而同时在一定程度上克服了它的 缺点。桥式整流电路的工作原理如下：e2为正半周时，对D1、D3和方向电压，Dl，D3导通；对D
12、2、D4加反向电压，D2、D4截止。电路中构成e2、Dl、Rfz、D3通电回路，在Rfz，上形成上正下负的半波整洗电压，e2为负半周时，对D2、D4加正向电压，D2 D4导通；对D1、D3加反向电压，D1、D3截止。电路中构成e2、D2Rfz 、D4通电回路，同样 在Rfz上形成上正下负的另外半波的整流电压。图5-6桥式整流电路工作原理上述工作状态分别如图5-6（A）（B）所示。如此重复下去，结果在Rfz，上便得到全波整流电压。其波形图和全波整流波形图是一样的。从图5-6中还不难看出，桥式电路中每只二极管承受的反向电压等于变压器次级电压的最大值， 比全波整洗电路小一半！图5-6桥式整流电路工作
13、原理四、整流元件的选择和运用需要特别指出的是，二极管作为整流元件，要根据不同的整流方式和负载大小加以选择。 如选择不当，则或者不能安全工作，甚至烧了管子；或者大材小用，造成浪费。表5-1所列参 数可供选择二极管时参考。另外，在高电压或大电流的情况下，如果手头没有承受高电压或整定大电滤的整流元件， 可以把二极管串联或并联起来使用。D1D2图5-7示出了二极管并联的情况：R两只二极管并联、每一仁只分担电路总电流的一 一半口三只二极管并_吾:联，每只分担电路总 电流的三分之一。总ffl 5-7二极管并联运用图5-8示出了 二极管串联的情 况。显然在理想条 件下，有几只管子 串联，每只管子承 受的反向
14、电压就应之，有几只二极管并联，流经每只二极管的电流就等于总电流的几分之一。但是，在实际并联 运用时，由于各二极管特性不完全一致，不能均分所通过的电流，会使有的管子困负担过重而 烧毁。因此需在每只二极管上串联一只阻值相同的小电阻器，使各并联二极管流过的电流接近一 致。这种均流电阻R 一般选用零点几欧至几十欧的电阻器。电流越大，R应选得越小。D3DI D2DI D2+I 1 r-kb-HI I 1 II I 1R RR R图5-8二极管串联运用等于总电压的几分之一。但因为每只二极管的反向电阻不尽相同，会造成电压分配不均：内阻大 的二极管，有可能由于电压过高而被击穿，并由此引起连锁反应，逐个把二极管击穿。在二极管 上并联的电阻R，可以使电压分配均匀。均压电阻要取阻值比二极管反向电阻值小的电阻器，各 个电阻器的阻值要相等
