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整流电路的分析设计Analysis of the rectifier circuit摘要：整流电路是将交流电转变为直流电，其电路形式各式各样，本文重点分析 了整流电路的基本原理与实现方法，并在基本电路的基础上分析设计了单相桥式 整流电路，以及在整个电路中各个参数的设置以及整流二极管的选择引言电力网供给用户的是交流电，这样的交流电电压不稳定，而各种无线电装置需要 用直流电，这使得用户无法直接使用交流电整流，就是把交流电变为直流电的 过程利用具有单向导电特性的器件，可以把方向和大小交变的电流变换为直流 电整流之后的电流经过一些处理之后可以供应各地用户的电器直接使用，避免 了由于交流电电压不稳定的因素给用户带来的不便1．整流电路的基本原理及分析方法分析整流电路，就是弄清电路的工作原理，求出主要参数，并确定整流二极 管的极限参数，下图1.0 为基本的单相半波整流电路为例来说明整理电路的基本 原理以及基本参数^220V / 50Hz+ ud - ARI uO图 1.01.1 工作原理单相半波整流电路是最简单的一种整流电路，设变压器的副边电压有效值为U2，则其瞬时值U2=*2U2sinwt在U2的正半周，A点为正，B点为负，二极管外加正向电压，因而处于导通状态。

电流从A点流出，经过二极管D和负载RL 流入 B 点，Uo=U2=占U2sinwt （wt=O〜n ）在U2的负半周，二极管外加反向电压，处于截止状态，Uo=0 （wt=n〜2n ）图1.2为变压器副边电压U2、输 出电压Uo、二极管端电压的波形图 1.21.2 基本电路的参数 在分析电路时，整流电路输出电压的平均值和输出电流平均值是必要的指标另外必要时还要考虑到脉动系数等输出电压平均值就是负载电阻上的电压平均值UO（AV）由波形图可知：当 wt=0〜n 时，U°=卞 2 U2sinwt：当 wt=n ~2n 时，UO=0.所以输出电压平均值UO（AV）=爲U2/n ~0.45U2负载电流平均值 Io=Uo（AV）/ Rl~0.45U2 / Rl1.3 二极管的选择 当电路的变压器副边电压有效值和负载确定后，电路对二极管参数的要求即 被确定了一般应根据流过二极管的电流的平均值和它所承受的最大反向电压来 选择二极管的型号在单相半波整流电路中，二极管的正向平均电流就等于负载电流的平均值， 所以二极管承受的最大反向电压就等于变压器副边的峰值电压：URmax"2U2一般情况下，允许电网电压有±10%的波动，因此在选择二极管时，为保证二极 管的最大平均电流if和最高反向击穿电压URm工作在安全状态，则选取标准为:IF>1-1IO（AV）URm>1.1、. 2 U2单相半波整流电路是最基本的原理电路，简单易行，所用二极管数量少，但是只利用了交流电的半个周期波，所以输出电压低，交流分量大，效率低。

因此，这 种电路仅适用于整流电流较小，对脉动系数不高的场合为了克服单相半波整流电路的缺点，在实用电路中多用到的是单相全波整流 电路，最长用的是单相桥式整流电路下面分析单相桥式整流电路的原理及其参 数2.单相桥式整流电路 为克服单相半波电路的缺点，就有必要改变其电路，但是其原理基本不变， 分析单相桥式整流电流就首要分析它的电路组成部分，然后分析组成原理和基本 参数2.1 单相桥式整流电路的组成 单相桥式整流电路由四只二极管组成，其构成原则就是保证在副边电压 U2 的整个周期内，负载上的电压和电流方向始终不变，为达到此目的，就要在 U2 的正、负半周内正确引导流向负载的电流其电路原理图如图 2.1图 2.12.2 单相桥式整流电路的工作原理设变压器副边电压U2=鮎U2sinwt, u2为其有效值如图2.1,当U2为正半周是，电流由A点流出，经DI、Rl、D3流入B点， 因而负载电阻Rl上的电压等于变压器副边的电压，即UO=U2, D2和D4承受的 反向电压为一U2,当U2为负半周时，电流由B点流出，经D2> Rl、D4流入A点，负载RL 上的电压等于一U2，即UO=—U2D1、D3承受反向电压为U2。

这样，由于D1、D2、D3、D4两对二极管交替导通，至使负载电阻Rl上在 U2的整个周期内都有电流通过，而且方向不变，输出电压UO为：UO= <2 U2sinwt|2.3 基本参数由于桥式整流电路实现了全波整流电路，它将u2的负半周也利用了，所以在 副边变压器电压有效值相同情况下，输出的电压的平均值就是半波整流电路的两 倍Uo（av）=2 扁U2 / 兀~0.9口 在副边电压相同、且负载也相同的情况下，输出电流的平均值也是半波整流电路 的两倍Io（av）56U2 /Rl 其脉动系数自然也比半波整流电路小很多，更加稳定了2.3 二极管的选择在单相桥式整流电路中，虽然副边变压器的正、负电压都得到了利用，但是每只 二极管还是只在副边电压的半个周期内通过电流，因此每只二极管的的平均电流 只是负载电阻上平均电流上的一半，并不和负载上的相同即ID（AV） =0.45U2/ RL 这与半波整流电路中的二极管承受的平均电流相同由分析得到二极管承受的最大反向电压与半波整流电路中一样，即UrmAX=Y2 U2考虑到电网电压的波动，在实际选用二极管时，至少有 10%的余量，即选择最大 整流电流IF和最高反向电压工作电压URM分别是U2/ nRLURM〉】」爲U23.总结本文通过了基本的整流电路和基本原理分析，在此基础上又分析了单相桥式 整流电路，单相桥式整流电路与半波整流基本电路相比，在相同的变压器副边电 压下，对二极管的参数要求是一样的，并且还具有输出高电压、变压器利用率高、 脉动小等优点。

因此，单相桥式整流电路应用较广泛目前有不同性能指标集成 电路，主要缺点就是所需二极管数量多，由于实际上二极管的正向电阻不为零， 必然使得整流电路内阻较大，损耗也就比较大在实际应用中，当整流电路的输 出功率超过千瓦是就需要采用三相整流电路了4. 参考文献模拟电子技术基础 高等教育出版社电力电子技术 西安交通大学。