【任务描述】

（1）掌握整流的概念及其分类。

（2）掌握半波整流、全波整流、桥式整流的电路组成及基本分析计算及波形图。

【知识学习】

一、半波整流电路

半波整流电路如图6.1.1所示。它由电源变压器Tr、整流二极管D和负载电阻RL组成，变压器的初级接交流电源，次级所感应的交流电压为

式中：U2m为次级电压的峰值；U2为有效值。

电路的工作过程是：在u2的正半周（ωt=0～π），二极管因加正向偏压而导通，有电流iL流过负载电阻RL。由于将二极管看作理想器件，故RL上的电压uL与u2的正半周电压基本相同。

在u2的负半周（ωt=π～2π），二极管D因加反向电压而截止，RL上无电流流过，RL上的电压uL=0。整流波形如图6.1.2所示。

可见，由于二极管的单向导电作用，使流过负载电阻的电流为脉动电流，电压也为一单向脉动电压，其电压的平均值（输出直流分量）为

图6.1.1　半波整流电路

图6.1.2　半波整流电路的电压及电流波形

流过负载的平均电流为

流过二极管D的平均电流（即正向电流）为

加在二极管两端的最高反向电压为

选择整流二极管时，应以ID和URM这两个参数为极限参数。

半波整流电路简单、元件少，但输出电压直流成分小（只有半个波）、脉动程度大、整流效率低，仅适用于输出电流小、允许脉动程度大、要求较低的场合。

二、全波整流电路

全波整流电路如图6.1.3所示。它是由次级具有中心抽头的电源变压器Tr、两个整流二极管D1、D2和负载电阻RL组成。变压器次级电压u21和u22大小相等，相位相反，即

式中：U2是变压器次级半边绕组交流电压的有效值。

全波整流电路的工作过程是：在u2的正半周（ωt=0～π）D1正偏导通，D2反偏截止，RL上有自上而下的电流流过，RL上的电压与u21相同。

在u2的负半周（ωt=π～2π），D1反偏截止，D2正偏导通，RL上有自上而下的电流流过，RL上的电压与u22相同，整流波形如图6.1.4所示。可见，负载上得到的也是一单向脉动电流和脉动电压，其平均值分别为：

图6.1.3　全波整流电路

图6.1.4　全波整流电路的电压及电流波形

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流过负载的平均电流为

流过二极管D的平均电流（即正向电流）为

加在二极管两端的最高反向电压为

选择整流二极管时，应以ID和URM此二参数为极限参数。

全波整流输出电压的直流成分（较半波）增大，脉动程度减小，但变压器需要中心抽头、制造麻烦，整流二极管需承受的反向电压高，故一般适用于要求输出电压不太高的场合。

三、桥式整流电路

桥式整流电路如图6.1.5所示，其中图6.1.5（a）、（b）、（c）是它的三种不同画法。它是由电源变压器、四只整流二极管D1～D4和负载电阻RL组成。四只整流二极管接成电桥形式，故称桥式整流。

桥式整流电路的工作原理如图6.1.6所示。在u2的正半周，D1、D3导通，D2、D4截止，电流由Tr次级上端经D1→RL→D3回到Tr次级下端，在负载RL上得到一半波整流电压。

在u2的负半周，D1、D3截止，D2、D4导通，电流由Tr次级的下端经D2→RL→D4回到Tr次级上端，在负载RL上得到另一半波整流电压。这样就在负载RL上得到一个与全波整流相同的电压波形，其电流的计算与全波整流相同，即

UL=0.9U2

IL=0.9U2/RL

流过每个二极管的平均电流为

ID=IL/2=0.45U2/RL

每个二极管所承受的最高反向电压为

目前，小功率桥式整流电路的四只整流二极管，被接成桥路后封装成一个整流器件，称“硅桥”或“桥堆”，使用方便，整流电路也常简化为图6.1.5（c）所示的形式。

桥式整流电路克服了全波整流电路要求变压器次级有中心抽头和二极管承受反压大的缺点，但多用了两只二极管。在半导体器件发展快、成本较低的今天，此缺点并不突出，因而桥式整流电路在实际中应用较为广泛。

图6.1.5　桥式整流电路

图6.1.6　桥式整流电路工作时的电流方向

四、倍压整流电路

倍压整流电路由电源变压器、整流二极管、倍压电容和负载电阻组成。它可以输出高于变压器次级电压二倍、三倍或n倍的电压，一般用于高电压、小电流的场合。

二倍压整流电路如图6.1.7所示。其工作原理是：在u2的正半周，D1导通，D2截止，电容C1被充电到接近u2的峰值U2m，极性如图中6.1.8（a）所标；在u2的负半周，D1截止，D2导通，这时变压器次级电压u2与C1所充电压极性一致，二者串联，且通过D2向C2充电，使C2上充电电压可接近2U2m。当负载RL并接在C2两端时（RL一般较大），RL上的电压UL也可接近2U2m。

图6.1.7　二倍压整流电路

图6.1.8　二倍压整流电路工作时的电流回路

图6.1.9为n倍压整流电路，整流原理相同。可见，只要增加整流二极管和电容的数目，便可得到所需要的n倍压（n个二极管和n个电容）电路。

图6.1.9　n倍压整流电路