教学内容:
1.单相半波整流电路的工作原理
2.单相半波整流电路的特点
3.桥式单相全波整流电路的工作原理
4.桥式单相全波整流电路的特点
教学方式:
讲授与演示分析
教具:
二极管 示波器 电阻 电源 变压器 导线
目的和要求:
1.了解变压器中心抽头式全波整流电路的原理
2.掌握变压器中心抽头式全波整流电路的特点
3.掌握桥式全波整流电路的原理
4.掌握桥式全波整流电路的特点
5.学会分析比较上述两种电路的相同与不同之处
重点和难点:
1.掌握变压器中心抽头式全波整流电路的特点
2.掌握桥式全波整流电路的原理
3.掌握桥式全波整流电路的特点
4.分析比较上述两种电路的相同与不同之处
预习要求:
了解全波整流的原理及特征
课程回顾:(提问)
1、二极管的简单测试
2、单相半波整流电路的原理和特点
教学过程:
单相全波整流电路
一、变压器中心抽头式单相全波整流电路
下图为电路图,图中电源变压器T的次级绕组有中心向头,可得到两个大小相等而相位相反的交流电压u和u,图中V和V是两个整流二极管,R是负载电阻。
1.工作原理
V
A
u i R
u C
________ u i
B V
设u为正半周时,图中A端为正,B端为负,则A端电位高于中心抽头C处电位,B端要低于C处。二极管V导通, V截止,电流i 自A端经二极管V流过负载R到C点;当u为负半周时,正好相反,V导通,V截止 ,电流i自B端经二极管V流过负载R到C处,电流i和 i叠加形成全波脉动直流电流i,在负载上得到全波脉动直流电压u,如下图所示:
u
u
Ωt Ωt Ωt
2、负载和整流二极管上的电压和电流
由于全波整电路的负载R上得到的是全波脉动直流电压,所以它的输出电压比半波时增加一倍,即
V=0.9V
说明:上式中V为负载上得到的全波脉动直流电压的平均值,V为变压器次级绕组两个部分各自交流电压的有效值,即
V=V=V
负载上的电流的有效值I为
I= V/ R=0.9V/ R
分析:
a)由于两个二极管是轮流导通的,所以每个管子的平均电流只是负载的一半,即 I=0.5 I
b)由电路图可知,一个管子导通时,另一个是截止的,则这个管子所承受的反向电压的最大值为总电压的最大值,即
V=2√V
c)变压器中心抽头式全波整电路,每个二极管受的反向峰值电压比半波时高一倍,而且变压器的次级绕组必须有中心抽头,这些是它的缺点。
二、桥式单相全波整流电路
下图是桥式单相全波整流电路图,简称为桥式整流电路。它由四只整流二极管V、V、V、V和电源变压器T组成,R是负载
+ +
V V
u u
_ _ V V
R
1.工作原理
如图A所示,设u为正半周时,A端电位高于B端电位,二极管V、V导通,V、V截止,电流i由A端流过V、R、V到B端。如图B所示,当u为负半周时,二极管V、V导通, V、V截止 ,电流i由B端流过到A端。在这两个半周期里,分别流过负载R的电流i和i的方向是相同的。这样在整个周期内,都有方向不变的电流通过负载,且i和i叠加形成了电流i。在这种电路中u、i、i和i的波形对应关系如图C
2、负载上和整流二极管上的电压和电流
桥式整流电路中负载上得到的是全波脉动直流电,波形的中心抽头式全波整流电路相同,所以负载上的电压和电流的计算公式是一样的,即
V=0.9V
I= V/ R=0.9V/ R
在桥式整流中,每个二极管在电压变化一周期内只有半个周期导通,所以二极管的平均电流是负载的一半,即
I=0.5 I
每个二极管在截止时所承受的最大反向电压是的最大值,即
V=√V
说明:桥式整流电路虽然比中心抽头式多用了一倍的二极管,但二极管的反向峰值电压低了一半,而且不用中心抽头,因而应用广泛。
+ +A
V V
u u
_ _ V V
B R
A) u为正半周时电流方向
+ _A
V V
u u
_ +B V V
R
B) u为负半周时电流方向
√V
Ωt Ωt Ωt
Ωt Ωt
C)桥式整流电路工作波形图
举例:有一直流负载,需要直流电压V=60V,直流电流I=4A。如果采用桥式整流,求电源变压器次级电压V并选择整流二极管。
解:因为V=0.9 V 所以V= V÷0.9≈66.7V
流过二极管的平均电流为I=0.5 I=2A
二极管承受的反向最大电压(峰值电压)为V=√V≈94V
查手册可选用整流电流为3A额定反向工作电压为100V的整流二极管2CZ12A四只。
三、课堂练习
在图A所示的桥式电路中,若有一个二极管内部短路会出现什么现象?若有一个二极管方向接反了,会出现什么现象?
分析:若是有个二极管内部短路,则电路会短路。
若是有个二极管接反了,则电路也会短路。
四、课后小结:
1、中心抽头式全波整流电路的原理和特点。
2、桥式全波整流电路的有的是和特点。
五、 作业:
习题一 1-10 1-12下载本文