单相半波整流电路第一节
单相半波整流电路教案
单相半波整流电路教案第一章：教学目标与内容简介1.1 教学目标本章旨在让学生了解并掌握单相半波整流电路的基本原理、工作过程及其应用。
通过本章的学习，学生应能：（1）描述单相半波整流电路的组成及工作原理；（2）分析并计算单相半波整流电路的主要性能指标；（3）设计并搭建简单的单相半波整流电路。
1.2 教学内容（1）单相半波整流电路的基本概念；（2）单相半波整流电路的工作原理；（3）单相半波整流电路的性能指标；（4）单相半波整流电路的应用实例。
第二章：单相半波整流电路的基本概念2.1 交流电与直流电的区别介绍交流电（AC）与直流电（DC）的基本概念，分析它们在电压和电流方面的差异。
2.2 半波整流电路的概念解释半波整流电路的定义，阐述它只能利用输入交流电信号的一半波段，从而实现直流电的输出。
2.3 单相半波整流电路的组成介绍单相半波整流电路的主要组成部分，包括电源、整流器、负载等。
第三章：单相半波整流电路的工作原理3.1 整流器的作用讲解整流器在单相半波整流电路中的作用，以及整流器的工作原理。
3.2 负载的作用介绍负载在单相半波整流电路中的作用，以及负载对整流电路性能的影响。
3.3 单相半波整流电路的工作过程分析单相半波整流电路在正半周和负半周的工作过程，阐述整流电路输出直流电的原理。
第四章：单相半波整流电路的性能指标4.1 输出直流电压讲解单相半波整流电路输出直流电压的计算方法，以及影响输出直流电压的因素。
4.2 输出直流电流介绍输出直流电流的计算方法，以及负载电阻对输出直流电流的影响。
4.3 整流电路的效率阐述整流电路效率的计算方法，以及提高整流电路效率的途径。
第五章：单相半波整流电路的应用实例5.1 充电器以充电器为例，介绍单相半波整流电路在实际应用中的具体实现，以及充电器的性能指标。
5.2 电源适配器讲解电源适配器的工作原理，以及单相半波整流电路在电源适配器中的应用。
5.3 照明电路分析单相半波整流电路在照明电路中的应用，以及照明电路的性能要求。
单相半波桥式整流电路
-
u
2
电阻负载的特点：电压与电流成正比, b)
0
wt 1
p
2pLeabharlann wt两者波形相同。
u
g
c)
★ 两个重要的基本概念：
0
wt
u
d
触发延迟角：从晶闸管开始承受正向 d)
0a
q
wt
阳极电压起到施加触发脉冲止的电角
u
VT
度,用a表示,也称触发角或控制角。 e)
0
wt
导通角：晶闸管在一个电源周期中处
于通态的电角度，用θ 表示 。
2)带阻感负载的工作情况
电感性负载更为多见，如电机
及励磁绕组等。 阻感负载的特点：电感对电流 变化有抗拒作用，使得流过电 感的电流不发生突变。
u2
b)
0
wt1
p
ug
c) 0
ud
d) 0a id
e) 0
u VT
+ q
f) 0
2p
wt
wt +
wt
wt
wt
图2-2 带阻感负载的 单相半波电路及其波形
5
单相半波可控整流电路
p
2p
wt
变但瞬时值变化的脉动直流，其
u
g
波形只在u2正半周出现，故称 c) 0
wt
“半波”整流。
u
d
基本数量关系
d)
0a
q
wt
Ud
1
2p
p a
2U2 sin wtd (wt)
u
VT
e) 0
wt
0.45U
2
1
cos 2
电气自动化技术专业《3-1-2单相半波可控整流电路-感性负载》
1．电感负载特点：电感对电流变化有抗拒作用。
使得流过电感的电流不能突变，流过电感电流变化时产生自感电动势e L ，它起阻碍电流变化作用。
2．电感类负载：整流电路直流负载的感抗Ld和电阻Rd的大小相比不可忽略时，这种负载称为电感性负载。
如电机激磁线圈，输出串接电抗器的负载等。
〔二〕工作原理：〔图2-4波形分析〕
1 0 ~ωt1 α期间：
VT加正向阳极电压，但无触发脉冲，所以VT断，回路
无电流， d u = 0， T u =2u 。
2、ωt1~ωt 2期间：
门极加触发脉冲，VT 导通。
由于L d 作用，电流i 从零逐渐增大。
到ωt 2时刻i 到达最大值。
此期间，电源同时给R d 和L d 给提供能量。
3、ωt2 ~ωt3〔π〕期间：
电流i 下降，e L 改变方向，由于e L 作用，VT 仍承受正压倒通，0>i ，此期间，电源继续提供能量，L d 释放能量，共同供应R d 。
4、ωt3 ~ωt4期间：
u 2由正变负过零点，i 继续下降。
只要2
u e L
>，VT 就继
续导通，L d 继续释放能量，一局部消耗在R d 时，另一局部反送到电源。
当L d非常大时，
u≈0，所以单相半波可控整流电路用
d
于大电感负载时，不管α如何调节，
u总是很小，假设不采
d
取其它附加措施，电路无法满足输出一定电压的要求。
第1章 单相可控整流电路
3.1单相可控整流电路 3.2三相可控整流电路 3.3晶闸管触发电路
3.1 单相可控整流电路
整流电路：出现最早的电力电子电路，可将交流电变为直流电。 按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。 按电路结构可分为桥式电路和零式电路；按交流输入相数分为单相电路
和多相电路。 一 、 单 相 半 波 可 控 整 流 电 路 （ Single Phase Half Wave Controlled
无论u2在正半波或负半波，流过负载电阻的电流方向是相同的，ud，id 波形相似。
②晶闸管的电压（uVT）：
当晶闸管都不通时，设其漏电阻都相等则VT1的压降为近u2/2； 当VT1导通时，压降为其通态电压，近似为零；
-
+
t
f)
O
t
uVT
g)
O
t
3.1 单相可控整流电路
(2)原理：当u2过零变负后，电感上的反电势大于u2的负值则VDR承受正 向电压而导通，负载上由电感维持的电流，经二极管形成回路，而晶闸 管承受反压而关断。
（3）电流的计算:
若近似认为id为一条水平线，恒为Id，则有
A 晶闸管的平均电流
u2
VT
uVT
id
ud R
u2
b) 0 t1 ug
c) 0 ud
d) 0
uVT
e) 0
2
t
t
t
t
3.1 单相可控整流电路
u2正半波
ωt <α时 ： ud=0, uVT=u2 ， id=0 ,
ωt ≥ α时：ud=u2, uVT=0,
id=ud/R ,
直至ωt =π， id=0 ， VT关断。
单相半波整流电路
例题：某一直流负载，电阻为，要求工作电流为10mA，如果采用半波整流电路，试求整流变压器二次侧的电压值，并选择适当的整流
二极管。
二极管承受的最大反向电压为
U2为变压器二次侧电压的有效值。
单相半波整流电路的有关计算公式
u2 负半周，Va< Vb，
二极管承受的最大反向电压为
学 校： 开封市高级技工学校
u2 正半周，Va>Vb，
波整流。
5×103×10×10-3=15V
整流。 学 校： 开封市高级技工学校
u2 负半周，Va< Vb，
一、单相半波整流电路的组成及工作原理
一、单相半波整流电路的组成及工作原理
二极管承受的最大反向电压为
URM= U2×33≈47V
电源变压器将电压u1变为整流电路所需的电压u2。
二极管承受的最大反向电压为
单相半波整流电路
1. 电路结构
T a V iL
3. 工作波形 u2
+
+
u2 RL uL
–
–
2U 2 O
t
b
uL
2. 工作原理
2U 2
u2 正半周，Va>Vb，
二极管V导通；
O
uV
t
u2 负半周，Va< Vb，
O
t
二极管V 截止 。
2U2
单相半波整流电路 二极管承受的最大反向电压为
单相半波整流电路如图所示。
L 学 校： 开封市高级技工学校
可见，交流电变化一周，负载RL上只半周输出，输出的电压波形为方向不随时间变化，大小随时间变化的脉动直流电，所以，称为半
波整流。 解：因为
U出L=RL，×I＝输1. 出的电压波形为方向不随时间变化，大
单相半波可控整流电路
1
u
2
u
d
R
触发延迟角：从晶闸管 开始承受正向阳极电压 起到施加触发脉冲止的 电角度,用 a 表示,也称触 发角或控制角。
u b)
2
0 u c) 0 u d) 0 u VT e) 0
d g
wt
1
p
2p
wt
wt
a
q
wt
wt
导通角：晶闸管在一个电源周 期中处于通态的电角度，用θ表 示。
2-3
基本数量关系
41.77 Display
Voltage Measurement1 Mean Value
脉冲发生器设定：周期0.02s, 宽度10％，相位滞后 90/360*0.02s,幅值10
输出电压平均值 （直流电压）
2-17
单相半波可控整流阻感负载a=90度电流断续的仿真波形
输出电压
输出电流
2-18
3.1.2 单相桥式全控整流电路
a)
u1
u2
阻感负载的特点：电流不能 发生突变 电力电子电路的一种基本分 b) 析方法 通过器件的理想化，将电路 c) 简化为分段线性电路，分段进 行分析计算 对单相半波电路的分析可基 d) 于上述方法进行：当VT处于 断态时，相当于电路在VT处 e) 断开，id=0。当VT处于通态时， 相当于VT短路 f)
ห้องสมุดไป่ตู้wt
f) O uV T O
wt
I VDR rms
1 2p
p
2p a
p a g) I d (wt ) Id 2p
2 d
wt
2-13
单相半波可控整流电路的特点
a)
T u1
VT uV T u2
单相半波可控整流电路
(2) 输出电压有效值U与输出电流有效值I
直流输出电压有效值U :
U
1 2π
2U2 sin t 2dt U2
1 sin 2 π
4π
2π
输出电流有效值I :
I U U2 1 sin 2 π
R R 4π
2π
3.1 单相半波可控整流电路
(3) 晶闸管电流有效值和变压器二次侧电流有效值 单相半波可控整流电路中，负载、晶闸管和变
所以，实际的大电感电路中，常常在负载两端并联一 个续流二极管。
3.1 单相半波可控整流电路
图3-4 带阻感负载(接续流管)的 单相半波电路及其波形
2.接续流二极管时
❖ 工作原理
u2＞0：uT＞0。在ωt=α处 触发晶闸管导通， ud= u2
续流二极管VDR承受反向电 压而处于断态。
u2＜0：电感的感应电压使
S U2I2 U2 220
(4) 晶闸管电流有效值IT 与输出电流有效值相等，即：
IT I
则
I T(AV)
(1.5~
2) IT 1.57
取2倍安全裕量，晶闸管的额定电流为：
IT(AV) 56.1 A (取系列值100A)
（5）晶闸管承受的最高电压：
Um 2U2 2 220 311V
考虑(2~3)倍安全裕量，晶闸管的额定电压为
VDR承受正向电压导通续流，
晶闸管承受反压关断,ud=0。
如果电感足够大，续流二 极管一直导通到下一周期
晶闸管导通，使id连续。
3.1 单相半波可控整流电路
由以上分析可以看出，电感性负载加续流二极管后， 输出电压波形与电阻性负载波形相同，续流二极管可 以起到提高输出电压的作用。在大电感负载时负载电 流波形连续且近似一条直线，流过晶闸管的电流波形 和流过续流二极管的电流波形是矩形波。
单相半波可控整流电路
3．正确使用示波器，避免示波器的两根地线接在非等电位的端点上，造成短路事故。
六．实验方法
1．按图接线，未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。
（1）打开NMCL—002电源开关，给定电压有电压显示。
（2）用示波器观察NMCL-33的双脉冲观察孔，应有间隔均匀，幅度相同的双脉冲
（3）用示波器观察晶闸管的控制极，阴极，应有幅度为1V—2V的脉冲。
2．研究单相半波可控整流电路供电给电阻性负载时的工作
按图接线，接上电阻性负载。将Rd调至最大值，调压器逆时针调到底（零），合上主电源，调节主控制屏输出电压Uuv，从0V调至110V：
4．NMCL—33触发电路和晶闸管主回路。
5．NMEL—03三相可调电阻器。
6．NMCL—331的电抗器。
7．双踪示波器。
五．注意事项
1．接线时，必须关闭主电源。接线完成后，检查各个模块电源都处于关闭状态，把电阻模块逆时针调至最大值，三相调压器逆时针调至零，由实验指导老师检查后，方可开启主电源进行实验。
附图1：单相半波可控整流电路
（a）观察不同移相角α时的输出Ud=f（t）、id=f（t），并记录相应的Ud、Id值，记录α=90°时的Ud=f（t）、id=f（t），UVT=f（t）波形图。
U2=110V
α 30o 45o 60o 90o 120o 150o
Ud
Id
（b）求取整流电路的输入—输出特性Ud/U2=f（α）。
实验一 单相半波可控整流电路的研究
一．实验目的
1．熟悉NMCL-II型电机电力电子及电气传动教学实验台。
第7章直流电源ppt课件
2.工作原理 上升阶段:电源给负载 供 电，同时又给电容器C充 电，形成om段波形。
第七章 直流电源
下降阶段：在m点之后，电压下降，在n点之后，二极 管承受反向电压而截止，电容对负载电阻放电， 按放 电曲线nh下降，直到 的下一个半周 电源电压大于电 容电压时，二极管导通，电容器再次被充电。
二、工作原理
正常工作状态时 UF=UREF uA 0 放大器B的输出 只与三角波发生器产生的三角波有关，即放大器B的 输出脉冲电压的占空比q=50%；
UI的增加使输出电压增加时，UF UREF 放大器A输 出负电压 , T的导通时间变短了,输出电压下降。
第七章 直流电源
第五节 可控硅整流电路
一、可控硅的结构与导通条件 二、单结晶体管及触发电路 三、单相桥式可控整流电路
第七章 直流电源
一、可控硅的结构与导通条件
可控硅 (thyristor) 也称晶闸管 1.结构 四层半导体材料组成，
形成三个PN结
2.导通条件
①阳极和阴极之间加 正向电压UAK。 ②控制极和阴极之间 加正向触发电压UG。
第七章 直流电源
可控硅导通后，控制极便失去作用，依靠正反馈 仍可维持导通状态。 3. 关断的条件：
第七章 直流电源
2．单结晶体管的伏安特性曲线
突变点P称峰点，对应P点的电压UE称峰点电压 UP、电流IE称峰点电流IP。
曲线中的最低点V 称谷点，对应的电压和 电流分别称谷点电压UV 和谷点电流IV。 截止区、负阻区、饱和区
第七章 直流电源
3．单结晶体管振荡电路
接通电源后，经电阻R1和RP充电，电容电压uC 逐渐升高。
三、工作原理
当 uA ＞uT时，T导通，电源 通过调整管T向负载供电和 给电容C充电，同时电感L 储存能量。二极管D承受反 向电压而截止。
单相半波整流电路
作业： 1.什么是整流电路，它有哪些类型？ 2.画出单相半波整流电装、测试整流电路
一、目标: 1.掌握整流电路的作用。会对整流电路进行组装。 2. 理解单相半波整流电路的组成。 3. 会测试整流电路的性能。
二、设备
1.变压器、电阻、二极管等元件。 2.万用表、示波器、交流毫伏表。
实践操作 组装、测试整流电路
三、内容与步骤
（2）用双踪示波器同时观察并记录半波整流电路的输入电压u2和输出电压Uo的波形，并记录波形。 （3）用交流毫伏表测量并记录输出电压Uo中的交流分量值，用万用表直流电压挡测量并记录输出电压Uo中的直流分 量值。
一、单相半波整流电路
1.电路组成及工作原理
利用二极管的单向导电性，在变压器二次电压为正的半个周期内，二极管正向偏置，处于导通 状态，负载上得到半个周期的直流脉动电压和电流；而在 为负的半个周期内，二极管反向偏置，处 于截止状态，负载中没有电流流过，负载上电压为零。由于二极管的单向导电作用，将变压器二次 的交流电压变换成为负载两端的单向脉动电压，达到整流目的，其波形如图2所示。因为这种电路 只在交流电压的半个周期内才有电流流过负载，所以称为单相半波整流电路。
任务二 组装、测试整流电路
单相半波整流电路
一、单相半波整流电路
1、利用二极管的单向导电特性，将正负交替的正弦交流电压变换成单方向的 脉动电压的电路，称为整流电路。
2、根据交流电的相数，整流电路分为单相整流、三相整流电路等。 常用的单相整流电路有单相半波和单相桥式整流电路。其中尤以单相桥式整流 电路用得最为普遍。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《单相半波整流电路》教案
教学环节与时间分配教学内容师生活
动
设计意图
导入新课（5分钟）一：复习提问：
（1）：教师拿出一个1N4007的小功率整流二极管复习半导
体二极管的结构与符号。
（2）：提问二极管的单向导电性并请同学们画出二极管的正、
反向偏置电压的电路图。
二：导入新课：
（一）：师生互动环节（教师展示手机充电器对锂电池充电过
程）
师：同学们我们现在使用的手机锂电池的低压直流电能是从哪
里得来的呢？
生：是手机充电器供给的
师：是的。
充电器直接引入的是市电220V，50H
Z
的交流电能，
而手机锂电池需要存储的是低压直流电能，那么请同学们
思考下充电器是如何给锂电池充电的呢？
师：带着这个疑问，今天这节课我们就要一起来学习如何将电
网中220V、50H
Z
的交流电能变换成脉动的低压直流电能—
—单相半波整流电路（板书）
（二）：引出课题：
整流：将交流电压变换成脉动的直流电压。
教师提
问
实物展
示、多
媒体演
示
提出疑
问，引导
学生思考
运用讨论
法、引导
法，活跃
学生思
维，引导
学生思
考，从而
引出课题
讲授新课（ 30 分钟）三：讲授新课：
单相半波整流电路的结构与工作原理
教师提示：“单相”一词是指输入整流电路的交流电是单相交流电。
而“半波”一词同学们可在下面讲授的半波整流原理中自己总结，到时老师请同学们回答。
1：电路结构组成（板书）
分析各元器件的作用：
（1）电源变压器T：将220V交流电压变换为整流电路所
要求的低压交流电压值。
（2）：整流二极管V：利用二极管的单相导电性进行整流。
（3）：负载R
L
：是某一个具体的电子电路或其它性质的负载。
2：工作原理（板书）
教师引导：输入整流电路的交流电压来自于电源变压器的二次绕组输出端，在分析整流原理时应将交流电压分成正、负半周两种情况来考虑。
另外为了分析方便，变压器T应假设为无损耗的理想元件，整流二极管V应为理想二极管，负载为纯电阻性负载。
（1）：单相半波整流电路的整流原理（板书）
整流过程的核心就是利用整流二极管的单向导电性。
注：图中的灯只是用来检验整流二极管的导通与截止的情况，在实际电路中人眼时看灯灭的情况，在这里目的是让学生更好地理解整流二极管截止的现象。
多媒体
演示
任务驱动
法教学可
集中学生
的听课注
意力
要求学生对所学知识的学以致用，完成本节课关键点。
（2）：V导通时的电流回路分析（板书）
教师提问：①：上面分析了半波整流电路的工作原理，由此可以回
答什么是半波整流。
（请学生回答）
②：若在上面图中把整流二极管V极性对调后整理电路
的原理又怎样分析呢？
探究活动：通过整流二级管导通时电流的分析，可以进一步理解整流电路的工作原理，同时有利于整流电路的故障分析和检修。
在整流电路回路中任意一个点出现开路故障都将造成无电流输出。
（3）：输出电压极性与电压电流波形分析(板书)
设变压器：次级绕组电压为：
t
U
t
uω
sin
2
)(
2
2
=
分析内容：整流电路输出电流由上而下流过负载R L，在R L上的压降为输出电压U L，因为输出电压为单向脉动的直流电压，所以它有正负极性，在RL上输出上正下负的电压。
探究活动：将整流二极管V极性对调后输出电压极性与电压电流的波形又是怎样呢？（学生自行分析）给1分钟时间学生自行分析后再讲解，起到了举一反三的作用。