当前课程知识点：模拟电子技术基础(应用部分) > 第七周 > 10.3 单相桥式整流电路 > 单相桥式整流电路
单相半波整流电路
电路特别简单
但是我们也可以看到了
这时候变压器副边电压
只有一半在利用
如果电流 负载的电流比较小
那么这样利用还凑合着可以
但是如果负载电流很大
这样变压器在
它的副边正半周和负半周
它的负载相差很多
这样的一种不均衡的利用
就非常的不合理了
所以在实际电源电路里边
很少只用半波整流
而是用全波整流
而在全波整流电路里边
最常用的一种电路
就是桥式整流电路
所以下面我们来讲一讲
单相的桥式整流电路
首先看一看它的电路组成
和它的工作原理
这就是它的电路组成
从这里我们可以看到
这是电源变压器
它的输入还是电网电压 单相的
50Hz 220V
我们看这是整流电路
这个整流电路
是由四只二极管所构成的
这是它的负载
那既然是整流
那也就是说最后负载上
应该获得的是直流的
是一个脉动的
这样的一个电压
下面我们就来看一看它的工作原理
研究工作原理的时候
当然首先就是要看
二极管什么时候导通
什么时候截止
在正半周的时候是哪些二极管导通
负半周的时候
是哪些二极管导通
所以从这样的一种组成上
实际我们要研究的是输出
怎么得到的就是一个全波整流
我们还是令u2正半周的时候
看一看电流的通路
然后再来看u2是负半周的时候
电流的通路
首先我们看正半周
就是A是正B是负的情况
我们来看一看
这个电流是怎么流的
要注意的 这时候u2这
应该就是“源”
有一个“源”那么我们就应该
从它的“+” 能够有一个通路
回到它的“-”
那好 我们来看一看
从A流出电流
那么不可能从D4这只管子流
因为这时二极管
这边是阴极
所以只可能从D1这只管子流出
流出当然也不会
从D2管回去了
因为D2管这时候是反向的电压
那么一定是从D1流出之后
就流过负载电阻
然后从负载电阻 注意
当然不会回去
应该要到B点上
所以到了这点
它是通过D3管回到了B
这个是要大家特别注意的
当你给了一个“源”
知道它的“+ ”“-”
那么一定有回路的电流
一定是得从“+”
最终回到“-”
我们画出来就是这样
所以在正半周的时候
uO得到的电流是自上往下
它的回路是这样的
从A点出发
经过D1
经过负载电阻
经过D3
回到B点
如果我们认为二极管是理想二极管
那么这时候的uO等于u2
这是在u2正半周的时候
那么到了u2的负半周呢
正半周这是我们看到的波形
正半周的时候这是输出电压的波形
那么到u2的负半周呢
我想同学们已经想到了
说这时候就是另外两只二极管导通了
而在正半周导通的二极管截止了
所以我们看到说这时候
应该从B点出发
然后通过D2
通过RL
然后到这一点
通过D4回到A
也就是回到它的“-”
所以这时候的通路
就是这种样子
然后我们就把它记录下来
说在负半周的时候
是从B点出发
经过D2 经过负载电阻
经过D4回到A点
这时候uO是负的u2
注意 在这个负半周的时候
RL上所流过的电流
仍然是自上向下
所以由此我们就看到了
从负载上所获得的
应该是一个全波整流的结果
是这种样子的
那就是一个脉动的
直流的一个电压
注意这时候它所含有的
交流分量的基波就应该是100Hz
那么实际上这样四只二极管
是可以集成在一起的
集成了这样的桥式整流电路
我们称为整流堆
那一个整流堆它实际上出了四个引脚
因此我就要大家想一想
这四只管子应该是怎么接的
然后负载它应该接在哪两个引脚
然后变压器的副边
应该接在哪两个引脚
那我们看看 既然RL上流过的电流
总是自上向下
也就是现在它所获得的电压
是上正下负
那么一定是整流电路流出电流
然后经过负载再回去
所以我们从负载上看
它永远是从整流电路流出电流
然后再流回去
那么既然是流出
因此它的一端一定是接在了
两只二极管的阴极上的
而另外一端应该接在
两只二极管的阳极
这是从负载的角度看
那么从变压器的角度看呢
变压器不管是A点还是B点
它们正半周流出
负半周就是流入
正半周这个是流入
负半周是流出
因此变压器副边
它们所接的那两个顶点
一定是二极管
一个是阳极一个是阴极
这样我们就搞清楚的
而你不至于把这个整流堆
四个引脚给引错了
那么在这里要特别注意的
就是假如不是一个整流堆
是我自己接的一个桥式整流电路
那么假如我有一只管子给接反了
会产生什么现象呢
如果这只管子接反了
我们看在负半周的时候
实际上它是从B出发
然后直接经过两个二极管
就回到A了
大家还记得 二极管它的伏安特性
是指数曲线
因此假如你硬加一个正向电压
而且数值比较大的话
那么这二极管就会因为
电流过大而烧坏
所以如果一只管子接反了
那么这两只管子就会烧坏
二极管烧坏之后有两种情况
一种就它完全熔化了
变成一个短路的情况
还有一种呢
就是这个电路特别大
一下给它烧崩开了
我说后者是很幸运的
如果是前者 说它烧了之后
这相当于是个短路了
那接着还得往下烧
那就是烧变压器了
所以桥式整流电路里边的这个二极管
是千万不能有接反了的
如果是对一个整流堆而言
假如你四个脚换了一个方向
请大家回去想一想
那是一种什么样的情况
我在刚当老师的时候
实际上第一次带实验
是带的电源的这个实验
就是整流滤波稳压
那一个实验把我吓得够呛
因为不少的学生在一开始的时候
没有很好地去检查
这个四只二极管的方向
因此烧掉二极管
后边我们会看到滤波电路
滤波电路里边的滤波电容
它也是有方向的
当它接反的时候
它就像放一个炮竹一样
再后边我们会看到稳压电路
稳压电路的稳压二极管
当你忘掉了它的限流电阻的时候
仍然是被烧掉
所以那是我刚当老师的时候
一个亲身的体验
一下午烧了47只管子
我要告诉大家的 就是在这里
大家一定要搞清楚它的
整流的原理
你才不至于把整流二极管接错
那下面我们就来看一看
它的输出的电压和电流它的估算
那这是我们得到的
单相桥式整流u2 iD
uO和uD它们的波形
那从这个波形里边
我们可以分析出来
这个电路它输出电压的平均值
和输出电流的平均值
我们从这里可以看到
这就是它的输出电压
通过我们前面的分析我们知道
而在正半周的时候我们知道
是D1和D3管导通
所以D1 D3 它的电流
就是负载上头所流过的电流
而在负半周的时候是D2和D4导通
那么D2和D4流过的电流
就是负载上头的电流
所以这个电流
其实就是负载电流的波形
然后下面我们可以看到
这是二极管的波形
当它导通的时候
它的端电压就是0
截止的时候它的电压就是那u2
我们来看看这
假如是D1和D3导通
我们又认为它具有着理想的特性
那么就相当于这个地方短路了
这个地方也短路了
于是D2和D4这两只管子
就并在了变压器的副边
所以它们所承受的呢
就应该是u2这样的一个电压
好了 我们知道了这个波形它的来源
是由工作原理得到了这样一个波形
我们就有条件分析另外两个问题了
一个就是输出电压和电流平均值
一个就是二极管怎么选
首先这是一个输出电压的
这样的一个波形
我们求它的平均值
就是要把0到π的正弦样子的这块面积
平均到0到π
注意不是平均到0到2π
因为这是全波整流
于是我们就可以列出式子来就是这样
根号2U2 sinω t
然后从0到π积分
平均在π
跟刚才的相比当然就是2倍了
所以UO的平均值
等于π分之2倍的根号2U2
近似是0.9U2
那么它流过的电流
就是它端电压除上这个电阻
负载电阻
所以输出的平均电流
就是输出电压平均值
比上负载电阻
于是就约等于0.9U2/RL
这就是它的输出电压
和输出电流的平均值
那么我们有了二极管的
这样一个波形
我们还可以借此来得出
怎么选择二极管
怎么选择二极管
仍然是两点
一个就是二极管流过的
平均电流到底是多少
这是一个平均值
还有一个就是它瞬间
承受的最大电压是多少
瞬间承受的最大电压看这里
底下这波形就知道
它承受的就是副边电压的峰值
根号2U2
那么它流过的电流平均值呢
这里要特别注意
每一对管子只在副边电压的正半周
或者是负半周流过电流
因此每一只管子流过电流的平均值
只是负载电流平均值的1/2
于是我们就可以得到说
管子流过电流的平均值
是1/2的负载电流平均值
近似的是0.45U2 / RL
好了我们知道了它的这样的两个数值
那么考虑到电网电压的波动
是±10%
那二极管的极限参数
就应该满足这样的一个
就是电流平均值
大于1.1倍的0.45U2/RL
而反向电压应该大于
1.1倍根号2U2
我们去和半波整流电路
单相的半波整流电路去比较
在选择二极管上
它们的要求是相同的
要求是相同的
也就是说不用选择参数
更高一些数值的这样的二极管
也就是说对于每一只二极管
它的价钱是一样的
二极管是一种相当便宜的
这样的一种器件
那么人们是用多个二极管
来换取全波整流的
这样做是值得的
这样就可以电源变压器
它的负载是均衡的
使用起来是合理的
所以在这里我们就研究清楚了
三个问题
工作原理 输出电压和电流的平均值
以及二极管的选择
那么在我们的课程里
我们只讲了单相的
这样一种电网电压下
怎么去整流的
因为在我们所常用的
这些电子系统里边
它的所需要的电流
没有那么大
也就是电源自身的功率
不是特别大
所以利用单相电就可以了
如果说你需要的电流特别大
说100个安培
甚至更大
那么你要考虑用三相电
来进行整流
有关这方面的文献是比较多的
到你实际应用的时候
可以查阅这方面的文献
-7.1模拟电子技术基础（应用部分）概述
-7.2 由集成运放组成的运算电路概述
-7.3 反相输入比例运算电路
-7.4 同相输入比例运算电路
-7.5 反相求和运算电路
--反相求和运算电路
-7.6 同相求和运算电路
--同相求和运算电路
-实验一：单端输入双端输出电路
-7.7 加减运算电路
--加减运算电路
-7.8 关于比例及加减运算电路的讨论
-7.9 积分运算电路
--积分运算电路
-7.10 微分运算电路
--微分运算电路
-第一周作业
--第一周作业题
-EDA1 解一元多次方程
--解一元多次方程
-7.11 对数运算电路和指数运算电路
-7.12 模拟乘法器简介
--模拟乘法器简介
-7.13 模拟乘法器在运算电路中的应用
-实验二 正弦波电压倍频电路
-7.14 关于运算电路的讨论
-7.15 有源滤波器概述
--有源滤波器概述
-7.16 一阶低通滤波器
--一阶低通滤波器
-7.17 二阶低通滤波器
--二阶低通滤波器
-7.18 其它滤波器
--其它滤波器
-实验三 滤波电路的应用
--滤波电路的应用
-第二周作业
--第二周作业题
-8.1 正弦波振荡的条件
--正弦波振荡的条件
-8.2 正弦波振荡的组成及分类
-EDA2 正弦波振荡电路的起振和稳幅过程
-8.3 RC串并联选频网
--RC串并联选频网
-8.4 RC桥式正弦波振荡电路
-8.5 RC正弦波振荡电路的讨论
-实验四 正弦波振荡电路的测试
-8.6 变压器反馈式正弦波振荡电路
-8.7 电感反馈和电容反馈式正弦波振荡电路
-8.8 LC正弦波振荡电路的讨论
-第三周作业
--第三周作业题
-8.9 石英晶体正弦波振荡电路
-8.10 电压比较器概述
--电压比较器概述
-8.11 过零比较器
--过零比较器
-8.12 一般单限比较器
--一般单限比较器
-8.13 滞回比较器
--滞回比较器
-8.14 窗口比较器与集成比较器
-8.15 关于电压比较器的讨论
-8.16 常见非正弦波和矩形波发生电路的组成
-第四周作业题
-8.17 矩形波发生电路
--矩形波发生电路
-8.18 三角波-方波发生电路
-8.19 锯齿波发生电路和压控振荡电路
-EDA3 三角波发生电路->锯齿波发生电路->压控振荡电路的结构变化
-实验五 非正弦波发生电路的测试
-8.20 波形变换电路
--波形变换电路
-EDA4 波形变换电路的设计与实现
-8.21 信号转换电路
--信号转换电路
-8.22 关于信号转换电路的讨论
-9.1 概述
--概述
-9.2 变压器耦合功率放大电路
-第五周作业
--第五周作业题
-实验六 压控振荡电路的参数选择与调试
-9.3 OTL电路
--OTL电路
-9.4 OCL电路和BTL电路
-9.5 OCL电路最大输出功率及效率的估算
-9.6 OCL电路中晶体管的选择
-实验七 功放管及其散热器展示
-9.7 功率放大电路的讨论一（读图练习）
-9.8 功率放大电路的讨论二（电路的识别和故障分析）
-10.1 直流稳压电源的组成及各部分的作用
-10.2 单相半波整流电路
--单相半波整流电路
-第六周作业
--第六周作业题
-EDA5 数字式仪表的设计与仿真
--数字式仪表的设计
-10.3 单相桥式整流电路
--单相桥式整流电路
-10.4 电容滤波电路
--电容滤波电路
-10.5 其它滤波电路
--其他滤波电路
-10.6 稳压电路的性能指标及稳压二极管
-10.7 稳压管稳压电路的工作原理和主要性能指标
-10.8 稳压管稳压电路的设计
-实验八 稳压管稳压电路的设计及实现
-10.9 串联型稳压电路的组成
-10.10 串联型稳压电路中调整管的选择
-第七周作业
--第七周作业题
-10.11 关于串联型稳压电路的讨论
-10.12 集成三端稳压器及其基本用法
-10.13 基准电压源三端稳压器及其基本用法
-实验九 稳压电源性能指标的测试
-10.14 关于线性稳压电源的讨论
-10.15 开关型稳压电路的特点和基本原理
-10.16 串联开关型稳压电路
-10.17 并联开关型稳压电路
-第八周作业
--第八周作业题
-调查问卷
-期末考试
