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第02章二极管应用电路分析
课题 2.1单相整流电路
课型 新课 授课班级 授课时数 2
教学目标 1.掌握单相半波整流电路原理。
2.掌握单相全波整流电路原理。
3.理解单相桥式整流电路原理。
.了解滤A.引入
将交变电流变换成单向脉动电流的过程称为整流。实现这种功能的电路称为整流电路或称整流器。
B.复习
.1.1 单相半波整流电路
单相半波整流电路如图所示。
由电源变压器T、整流二极管VD和负载电阻组成。
1.工作原理
工作原理示意图如图所示。
(1)当为正半周时,二极管VD加正向电压,处于导通状态,上产生正半周电压,如图(b)所示。
(2)当为负半周时,二极管VD加反向电压,处于截止状态,上无电流流过,如图(c)所示。各波形之间的对应关系如图(d)所示。
结论:
脉动直流电:大小波动,方向不变的电流(或电压)称为脉动直流电。
半波整流:电路仅利用电源电压的半个波,故称半波整流。
半波整流后的输出信号为半波脉动直流电。半波整流电路的缺点是电源利用率低,且输出脉动大。
2.负载与整流二极管的电压和电流
(1)半波整流负载两端的电压的平均值:= 0.45?
(2)流过负载电流的平均值是:
(3)流过二极管的正向电流:=
(4)截止时,二极管承受的反向峰值电压:
(5)正确选择二极管的参数:
最大整流电流:≥;
最高反向工作电压:≥。
2.1.2 单相全波整流电路
单相全波整流电路如图所示。
1.工作原理
(1)当为正半周时,如图(b)所示,导通,截止,两端输出电压。
(2)当为负半周时,如图(c)所示,导通,截止,两端输出电压。
全波整流波形如图所示。
2.负载与整流二极管的电压和电流
(1)负载所获得的直流电压平均值:= 2 (?0.45?=0.9。
(2)负载平均电流:
(3)每只二极管承受的反向峰值电压:。
(4)每只二极管通过的平均电流:
2.1.3 单相桥式整流电路
1.工作原理
具有电阻负载的桥式整流电路如图所示。
桥式整流工作示意图如图所示。
(1)当为正半周时,如图(b)所示,和导通,和截止,上产生压降。
(2)当为负半周时,如图(c)所示,和导通,和截止,上产生压降。
桥式整流电路波形如图所示。
2.负载与整流二极管的电压和电流
(1)负载所获得的直流电压平均值:= 2 (?0.45?=0.9?。
(2)负载平均电流:
(3)每只二极管通过的平均电流:
(4)每只二极管承受的反向电压:。
例 2-1=0.9
则
取=.1 V (6.7 V+0.7 V × 2)
流过二极管的平均电流
二极管承受的反向电压
选择二极管可用整流电流为300 mA,额定反向工作电压为25 V的2CZ53A,共四只。
2.1.4 滤波电路简介
在整流电路后加接滤波电路可使负载得到平滑的直流电压。常见的滤波电路有?(?型LC滤波、(?型LC滤波和?(?型RC滤波,如图所示。
1.电容滤波电路
(1)电容器在半波整流电路中的滤波作用
电路图如图所示。
① 为第一个正半周
当??时,VD导通,对C充电。如图(b)所示。
当??时,VD截止,电容器对负载放电,中有电流,放电延续到下一个正半周。如图(c)所示。
② 为第二个正半周
由0开始上升,但当???时,VD仍截止。
当??时,VD导通,继续对C充电,但因为电容器上有剩余电压,充电时间缩短。
当??时,VD截止,电容通过放电。
③ 电容的充放电反复进行,直到电容器C上充电上升的电压等于放电下降的电压时,进入稳定状态。波形如图(d)所示。
负载上的直流电压近似等于输入电压的峰值,即≈。
直流电流:
(2)电容器在全波整流电路中的滤波作用
电路图和波形如图所示。
① 全波整流电路输出的是全波脉动直流电,输入电压正负半周对电容C充电两次,充电方向相同,电容C对负载放电时间缩短。
② 输出电压(平均值):
半波:??
全波:??1.2?
2.RC滤波电路
图示采用?(?型RC滤波电路的桥式整流器。
电路中的作用和上面讲的滤波作用相同,R和起进一步平滑作用,越大,效果越好。只是电阻R上的直流压降使输出电压降低。
3.(?型LC滤波电路
图示为?(?型LC滤波电路。
图中L为电感量很大的铁心线圈,使加到上的交流成分减小,所以滤波器的平滑滤波作用比RC滤波器好。
4.(?型LC滤波电路
图示为(?型LC滤波电路。
这种滤波电路线圈体积大、笨重、成本高。滤波作用最好,适用于负载电阻小,电流大,滤波电压要求比较高的场合。
(提问,学生回答)
(分析工作原理)
(讲解)
(讨论,引导学生分析)
(引导学生讨论完成)
(讲解)
(引导学生画出波形)
(讲解)
(学生练习)
(引导学生分析)
(画出波形)
(学生讨论完成)
(引导学生阅读教材)
练习 1.二极管整流电路输出的是_____的直流电压,其极性方向___
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