整流与滤波电路公开课课件.ppt

1、5-1整流与滤波电路整流与滤波电路1 1电子线路电子线路 半导体二极管的基本知识半导体二极管的基本知识（一）结构与符号（一）结构与符号半导体二极管半导体二极管由1个PN结加上两个接触电极、引线和管壳构成的AK（正极）（负极）VD课前回顾课前回顾（二）半导体二极管的特性（二）半导体二极管的特性半导体二极管的主要特性是具有半导体二极管的主要特性是具有课前回顾课前回顾LRVD2VD1VD1VD2单向导电性单向导电性。u加正向电压（正极接加正向电压（正极接高电位，负极接地电高电位，负极接地电位）导通位）导通加反向电压（正极加反向电压（正极接低电位，负极接接低电位，负极接高电位）截止高电位）截止课前课前

2、导入导入手机电池提供的是交流电手机电池提供的是交流电还是直流电？还是直流电？有没有留意过手有没有留意过手机电池的铭牌机电池的铭牌,上面上面写的额定电压是多写的额定电压是多少伏？少伏？3.7V师生互动师生互动充电器和哪种电能直接连接的呢？充电器和哪种电能直接连接的呢？一 起 来 学 习 如 何 将 市 电一 起 来 学 习 如 何 将 市 电220V,50HZ220V,50HZ的交流电变换成低压直的交流电变换成低压直流电流电整流电路。整流电路。课前课前导入导入市电市电220V50HZ低压低压交流交流电电低压低压直流直流电电负载负载降压降压变换变换课前课前导入导入演示实验演示实验用示波器分别测量整

3、流电路降压后的输入交流电的波形和输出低压直流电的波形，请观察实验现象，比较输入低压交流电和输出低压直流电波形的变化。VDT1u2uLRaboU新课讲解新课讲解 整流电路的基本知识整流电路的基本知识（一）（一）整流电路的功能整流电路的功能整流电路的功能是将整流电路的功能是将交流电交流电转换转换成成脉动直流电脉动直流电。（二）整流电路的类型（二）整流电路的类型 利用二极管的单向导电性可利用二极管的单向导电性可实现单相整流和三相整流；其中实现单相整流和三相整流；其中单相整流电路常用的有单相整流电路常用的有半波整流半波整流电路，变压器抽头式全波整流电电路，变压器抽头式全波整流电路路和和桥式全波整流电路

4、桥式全波整流电路。新课讲解新课讲解 单相半波整流电路单相半波整流电路电路组成及电路图电路组成及电路图整流原理整流原理负载电压和负载电流的平均值负载电压和负载电流的平均值整流元件的选择整流元件的选择课堂小结课堂小结新课讲解新课讲解新课讲解新课讲解（一）单相半波整流电路组成及电路图（一）单相半波整流电路组成及电路图 单相半波整流电路由电源变压器T的副边绕组、整流二极管VD和负载RL串联组成VDT1u2uLRab降降压压整整流流新课讲解新课讲解（二）单相半波整流电路（二）单相半波整流电路整流原理整流原理设变压器副边感应交流电压为tUusin222式中，U2为交流电压的有效值 因为交流电的方向是随时间

5、变化的，因此整流过程按u2正、负两个半周来分析新课讲解新课讲解在交流电压u2的正半周（0）：2ouu VDT1u2ubLRa+-DiLi+-此时二极管VD正偏导通。波形图Li电流电流流通的路径：流通的路径：aVDLRb负载上负载上电压值电压值LDii新课讲解新课讲解在交流电压u2的负半周（2）：0ouVDT1u2ubLRa-+此时二极管VD反偏截止，负载RL上电流、电压均为零波形图0oi u u o ot t 0 0 u u2 2t t 0 0VD导通导通二极管正偏导通时输入与输出电压波形分析二极管正偏导通时输入与输出电压波形分析新课讲解新课讲解eiRuab+-+-iLL0=2e2DVD+-u

6、2u2BACK u u o ot t 0 0 u u2 2t t 0 0BACKVD导通导通2uu VD截止截止0ou二极管反偏截止时输入与输出电压波形分析二极管反偏截止时输入与输出电压波形分析新课讲解新课讲解eRuab+-L0=2VD0-+u2 u u o ot t 0 0 u u2 2t t 0 0VD导通导通VD截止截止2uu 0oueRuab+-L0=2VD0u2u2正半周导通，负半周截止正半周导通，负半周截止 结论结论：在交流电的一个周期内，二极管在在交流电的一个周期内，二极管在半个周期导通，半个周期截止，输出波形为半个周期导通，半个周期截止，输出波形为输入波形的一半。故电路称为半波

7、整流电路。输入波形的一半。故电路称为半波整流电路。2ouu T1u2ubLRa+-DiVDLi+-0ouT1u2ubLRa+-VD二极管极性对调整流原理分析二极管极性对调整流原理分析问题探究问题探究在交流电压在交流电压u u2 2的正半周（的正半周（00）：）：在交流电压在交流电压u u2 2的负半周（的负半周（22）：）：LDii0oi问题探究问题探究 请自行分析，二极管极性对请自行分析，二极管极性对调后输入输出电压波形分析调后输入输出电压波形分析 u u o ot t 0 0 u u2 2t t 0 0VD导通导通2uu VD截止截止0ou2ubLRaVDouu2负半周导通，正半周截止负半

8、周导通，正半周截止新课讲解新课讲解（三）负载电压和电流（三）负载电压和电流输入电压输入电压输出电压输出电压单相半波整流电路输入与输出电压波形图单相半波整流电路输入与输出电压波形图脉动直流电脉动直流电压压负载电流的平均值负载电流的平均值L2LoL45.0RURUI22o45.02UUU数学理论证明，一个周期内，数学理论证明，一个周期内，半波整流电路输出电压的平均半波整流电路输出电压的平均值是交流电压峰值的值是交流电压峰值的新课讲解新课讲解1有效值有效值新课讲解新课讲解（四）整流元件的选择（四）整流元件的选择 最大整流电流最大整流电流 电路中流过整流二极管 VD的平均电流ID与流过负载RL的直流电

9、流IL相等 可见，选用整流二极管时，必须满足：DDmIIJAMPLDII 最高反向工作电压最高反向工作电压 在交流电压的负半周，二极管所承受的最高反向电压为u2的峰值，即2Rm2UUVDT1u2ubLRa+-/V2u0234/radt新课讲解新课讲解例题讲解例题讲解 单相半波整流电路的变压器二次电压为单相半波整流电路的变压器二次电压为15V15V，负，负载电阻载电阻R RL L为为1010，试计算：，试计算：（1 1）整流输出电压）整流输出电压U UO O （2 2）二极管通过的电流和承受的最大反向电压）二极管通过的电流和承受的最大反向电压解：V75.6V1545.045.02oUUA675.

10、010V75.6LoLRUIIDV21.21V215V15222RMUU巩固练习巩固练习 单相半波整流电路的变压器二次电压为单相半波整流电路的变压器二次电压为20V20V，负，负载电阻载电阻R RL L为为750750，试计算：，试计算：（1 1）整流输出电压）整流输出电压U UO O （2 2）二极管通过的电流和承受的最大反向电压）二极管通过的电流和承受的最大反向电压解：V9V2045.045.02oUU12mAA012.0750V9LoLRUIIDV28.28V220V20222RMUUJAMP 在单相半波整流电路中：（1）当二极管内部短路，整流电路会出现什么问题？（2）当二极管内部断路，

11、整流电路会出现什么问题？（3）当负载短路，整流电路会出现什么问题？拓展练习拓展练习故障排除故障排除课堂小结课堂小结 电路特点电路特点缺点：优点：整流原理整流原理单相半波整流电路的整流原理是利用二极管的单向导电性。电路简单，使用的元件少很大,效率低输出电压脉动 二极管的选取二极管的选取在选用整流二极管时应重点考虑和最大的整流电流最高的反向工作电压。JAMP 单相变压器抽头式全波整流电路单相变压器抽头式全波整流电路 电路组成及电路图电路组成及电路图整流原理整流原理负载电压和负载电流的平均值负载电压和负载电流的平均值整流元件的选择整流元件的选择电路的特点及适用范围电路的特点及适用范围新课讲解新课讲解

12、 V1、V2为性能相同为性能相同的整流二极管；的整流二极管；T为电为电源变压器，作用是产生源变压器，作用是产生大小相等而相位相反的大小相等而相位相反的v2a和和v2b。桥式变压器中心抽头式全波整流1.1.电路电路如图：如图：变压器中心抽头式全波变压器中心抽头式全波整流电路整流电路2.工作原理：工作原理：（1）v1正半周时，正半周时，T次级次级A点电位高于点电位高于B点电位，在点电位，在v2a作作用下，用下，V1导通（导通（V2截止），截止），iV1自上而下流过自上而下流过RL；（2）v1负半周时，负半周时，T次级次级A点电位低于点电位低于B点电位，在点电位，在v2b的的作用下，作用下，V2导通

13、（导通（V1截止），截止），iV2自上而下流过自上而下流过RL；可见，在可见，在v1一周期内，流过二极管的电流一周期内，流过二极管的电流iV1、iV2叠加形叠加形成全波脉动直流电流成全波脉动直流电流iL，于是，于是RL两端产生全波脉动直流电压两端产生全波脉动直流电压vL。故电路称为。故电路称为全波整流电路全波整流电路。缺点：缺点：单管承受的单管承受的反峰压反峰压比比半波整流半波整流高高一倍，变压器一倍，变压器T需中心抽头。需中心抽头。3负载和整流二极管上的电压和电流负载和整流二极管上的电压和电流2L9.0 VV（1）负载电压）负载电压VL （1.2.5）L2LLL9.0RVRVI（2）负载电流

14、）负载电流IL （1.2.6）LV21II（3）二极管的平均电流）二极管的平均电流IV （1.2.7）（4）二极管承受反向峰值电压）二极管承受反向峰值电压 （1.2.8）RMV2RM22VV巩固练习 1、将 电转变为 电的过程叫整流。2、整流电路按被整交流电的相数可分 为 整流与 整流；按整流后输出电压的波形可分为 整流 整流。3、在单相半波整流电路中，如果电源变压器副边感应电压为10V,则负载电压将是 。4、在单相全波整流电路中，如果电源变压器副边感应电压为10V,则负载电压将是 。TD1D2R?RES2TVD1VD2R1eae2be25、如图所示电路，试画出电路的输出波形图。、如图所示电路，试画出电路的输出波形图。(图中图中baee22)0tui0tuo全波整流电路全波整流电路