单相整流及稳压电路
整流电路分析
I
O
2 稳压管限幅
RF
ui
R：限流电阻。 一般取100 。
t uo
UZ
ui
R1
– +
A +
R
uo
DZ
DZ双向 稳压管
t
-UZ
§2.5.5 对数和反对数运算电路
1、对数运算电路
iR iD
vO vD
iD I S e vD /VT
iD vI vO VT ln VT ln IS RI S
t
uo (2)二极管上承受的 最高电压：
b (3) 输出电压平均值（Uo）：
U RM 2U2
(4)流过负载和二极 管的平均电流为
1 π 2 U U 2U sin td(t ) U 0.45U o L 2π 2 2 2 π 0
ID Uo 0.45 U2 IL RL RL
1 普通二极管限幅
R + D + + R rD Vth VREF (b)
+
(1) vI (Vth VREF ), v0 vi
R + +
I
O
VREF
+
I
VREF (a)
O
I
O
(2) vI (Vth VREF ) vo (Vth VREF )
R rD Vth VREF +
§2.5.2 整流电路
整流电路的任务：把交流电压转变为直流脉动的 电压。 常见的小功率整流电路，有单相半波、全波、 桥式和倍压整流等。 为分析简单起见，把二极管当作理想元件处理，即 二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。
单相整流电流的直流分量_解释说明
单相整流电流的直流分量解释说明1. 引言1.1 概述引言部分将介绍单相整流电流的直流分量的背景和重要性。
单相整流电路是一种常见的电力转换和控制方案，在各种工业和家庭设备中广泛应用。
了解和掌握单相整流电路中直流分量的特性对于理论研究及实际应用都具有重要意义。
1.2 文章结构这篇文章将首先介绍单相整流电路的基本原理以及其在实际应用中的重要性。
然后，我们将详细讨论直流分量的定义、形成原因以及计算方法。
接下来，我们将探讨影响直流分量的主要因素，并提供相应的调节方法。
最后，我们将总结文章主要观点和结果，并对未来相关研究方向进行展望和建议。
1.3 目的本文旨在全面了解单相整流电路中直流分量的特性，深入探讨直流分量计算方法以及实际应用中影响因素和调节方法。
通过阐述这些内容，我们希望读者能够更好地理解并运用相关知识，在实践中能够正确处理单相整流电路中直流分量问题，从而提高整流电路的效率和可靠性。
此外，本文还将指出未来研究中值得关注的方向，以促进相关领域的进一步发展。
2. 单相整流电流的直流分量2.1 单相整流电路简介单相整流电路是一种将交流电转换为直流电的电路，它广泛应用于各种工业和家庭设备中。
在单相整流电路中，交流信号经过一个或多个二极管进行整流，以获得所需的直流输出。
2.2 直流分量的定义和作用在单相整流电路中，电压或电流波形由一个周期性交变成具有直向偏差的波形。
这个具有直向偏差的部分称为直流分量。
直流分量在整流过程中起到了至关重要的作用，它对于设备性能和效果产生明显影响。
直流分量可用于以下方面：- 保证所需设备正常工作：某些设备要求稳定且恒定的直流供应，因此通过控制和调节直流分量来满足设备要求。
- 减小负载对系统造成的影响：负载在整个周期内会不断变化，而适当控制直流分量能够减小因负载变化引起的不稳定性。
2.3 形成直向偏差的原因和机制单相整流电路中形成直向偏差的原因主要有两个：电源波形的非对称性和整流电路的非线性特性。
2-1单相整流电路
新课2.1单相整流电路单相半波整流电路单相半波整流电路如图所示。
、整流二极管VD和负载电阻R组成。
L工作原理示意图如图所示。
为正半周时，二极管VD加正向电压，处于导通状态，RL）所示。
为负半周时，二极管VD加反向电压，处于截止状态，R上无电流流过，L ）所示。
各波形之间的对应关系如图（d）所示。
为正半周时，如图（b）所示，V D导通，1为负半周时，如图（c）所示，VD导通，2全波整流波形如图所示。
29R 22V 2452R I =为正半周时，如图（b ）所示，1V D 和3VD 导通，VD为负半周时，如图（c ）所示，2VD 和4VD 导通，V D 桥式整流电路波形如图所示。
为第一个正半周时，VD 导通，对C 充电。
如图（b ）所示。
时，VD 截止，电容器对负载L R 放电，L R 中有电流，放电延续到下一个正半周。
如图（c ）所示。
为第二个正半周开始上升，但当2v < C v 时，VD 仍截止。
时，VD 导通，继续对C 充电，但因为电容器上有剩余电压，充电时间时，VD 截止，电容通过L R 放电。
电容的充放电反复进行，直到电容器C 上充电上升的电压等于放电下降的电压时，进入稳定状态。
波形如图（d ）所示。
负载上的直流电压近似等于输入电压2v 的峰值2m V ，即O V ≈2m V 。
直流电流：LOO R V I ≈① 全波整流电路输出的是全波脉动直流电，输入电压正负半周对电容C 充电两次，充电方向相同，电容C 对负载放电时间缩短。
② 输出电压（平均值）： 半波：O V = 2V 全波：O V = 1.2 2V 2．RC 滤波电路图示采用 ∏ 型RC 滤波电路的桥式整流器。
电路中1C 的作用和上面讲的滤波作用相同，R 和2C 起进一步平滑作用，2C 越大，效果越好。
只是电阻R 上的直流压降使输出电压降低。
3．Γ 型LC 滤波电路图示为 Γ 型LC 滤波电路。
图中L 为电感量很大的铁心线圈，使加到L R 上的交流成分减小，所以滤波器的平滑滤波作用比RC 滤波器好。
电工电子学第二版第六章
硅0.6~0.7V 锗0.2~0.3V
例:
D2 D1
求：UAB
两个二极管的阴极接在一起 A 取 B 点作参考点，断开二极管， + 分析二极管阳极和阴极的电位。 U
AB
6V
3k 12V
–
B
自由电子和空穴都称为载流子。 自由电子和空穴成对地产生的同时，又不断复合。在一 定温度下，载流子的产生和复合达到动态平衡，半导体中载 流子便维持一定的数目。
注意： (1) 常温下本征半导体中载流子数目极少, 其导电性能很差； (2) 温度愈高， 载流子的数目愈多,半导体的导电性能也就愈 好。所以，温度对半导体器件性能影响很大。 （3）相同条件下，本征半导体较一般半导体导电性弱很多。
Si
Si
Si 空穴
Si
价电子
在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子来填 补，而在该原子中出现一个空穴，其结果相当于空穴的运动 （相当于正电荷的移动）称为复合运动。
本征半导体的导电机理 当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出现两部分电流 (1)自由电子作定向运动 电子电流 (2)价电子递补空穴 空穴电流
DB导通
DA导通 均导通
当输入均为同3V时，输出才为3V 当输入有一为0V时，输出为0V 实现了“与”门逻辑
总结：
2、多个二极管连接： 若 共阴极，阳级最高一个先导通
若 共阳级，阴级最低一个先导通
先导通的一个二极管起嵌位作用。
例3限幅作用：R + ui – D + uo –
8V
已知：ui 18sin t V 二极管是理想的，试画 出 uo 波形。
整流与滤波电路
串串联联稳稳压压电电源源示示意意图图
在实际电路中，可变电阻R是用一个三极管来
替代的，控制基极电位，从而就控制了三极管的 管压降VCE，VCE相当于VR。 串联型稳压电源的构成： 调整管、放大环节、比较环节、基准电压源
uo
出电压越低。
t
(2)电容滤波电路的特点
(a) 输出电压 平均值Uo与时间常数 RLC 有关 RLC 愈大 电容器放电愈慢 Uo(平均值)愈大 一般取τ = RLC (5 10)T (T:电源电压的周期)
近似估算: Uo=1.2U2
Io= Uo/RL
(b) 流过二极管瞬时电流很大
RLC 越大 Uo越高负载电流的平均值越大 ;
(1)电容滤波原理
以单向桥式整流电容滤波为例进行分析， 其电路如图所示。
a
u1 u1
D4
u2
D1
D3
C
S uo
D2
RL
b
桥式整流电容滤波电路
uo
t
u2上升， u2大于电容 上的电压uc，u2对电容充电，
uo= uc u2
u2下降， u2小于电容上的电压。 二极管承受反向电压而截止。 电容C通过RL放电， uc按指数 规律下降，时间常数 = RL C
uD
Ta
D
0
uo
u1
u2
RL uo
b
uD
2
3
t 4
输出电压平均值（Uo）,输出电流平均值（Io )： uD
Ta
D
io uo
u1
u2
RL uo
t
单相桥式全控整流电路设计
单相桥式全控整流电路设计单相桥式全控整流电路是一种常用的电路，其具有可靠性高、效率高以及适用范围广等特点。
本文将对单相桥式全控整流电路进行详细的介绍和设计。
一、单相桥式全控整流电路的介绍单相桥式全控整流电路是一种采用可控硅器件实现直流电源的电路，常用于电子装置、自动控制和功率器件中。
其主要由四个可控硅管组成，将交流电源整流为直流电源。
在单相桥式全控整流电路中，可控硅管会根据触发脉冲的信号来控制其导通和截止，从而控制输出电压和电流的大小。
需要注意的是，触发脉冲的相位、脉宽和大小都会影响输出的电压和电流，因此需要根据具体应用场合来进行合理的设计。
二、单相桥式全控整流电路的设计1. 电源选型单相桥式全控整流电路需要有一个稳定的电源来提供交流电源，因此需要选择合适的电源。
一般来说，选择稳压电源、变压器、整流电路和滤波电路等电子元件构成的电源比较合适。
2. 器件选型在单相桥式全控整流电路中，需要选择适用的器件，如可控硅管、反向恢复二极管。
可以根据具体的应用场合来选择合适的器件。
3. 负载匹配在单相桥式全控整流电路中，需要考虑电路与负载的匹配问题，以确保输出电压和电流的稳定性。
通常可以采用变压器或电容等元件进行匹配。
4. 触发电路设计单相桥式全控整流电路中的可控硅管需要通过触发电路来控制其导通和截止，因此需要设计合适的触发电路。
触发电路的设计需要考虑触发脉冲的相位、脉宽和大小等因素，以确保输出电压和电流的精度和稳定性。
5. 整流电路设计在单相桥式全控整流电路中，需要设计合适的整流电路来将交流电源整流为直流电源。
整流电路的设计需要考虑输出电压和电流的大小和稳定性。
三、总结单相桥式全控整流电路是一种常用的电路，其利用可控硅管来实现直流电源的输出。
需要注意的是，设计单相桥式全控整流电路需要考虑多个因素，如电源选型、器件选型、负载匹配、触发电路设计和整流电路设计等。
只有在考虑全面的情况下，才能保证单相桥式全控整流电路的稳定性和精度。
直流电源培训课件
缺点是二极管用得较多 。
7.3 滤 波 电 路
从前面的分析可知，无论何种整流电 路，它们的输出电压都含有较大的脉动成 分。为了减少脉动，就需要采取一定的措 施，即滤波。滤波的作用是一方面尽量降 低输出电压中的脉动成分，另一方面又要 尽量保留其中的直流成分，使输出电压接 近于理想的直流电压。
滤波电路一般由电抗元件组成， 如在负载电阻两端并联电容器C，或 与负载串联电感器L，以及由电容器、 电感器复合而成的各种组合式滤波电 路。常见的结构如图7.7所示。
1. 工作原理及输入输出波形
电路中各处的波形如图7.1（b）所示。 由图可知，利用二极管的单向导通这一特 性，使变压器副边的交流电压转换成为负 载两端的单向脉动电压，从而达到整流的 目的。由于这种电路只在交流电压的半个 周期内才有电流流过负载，因此称为单相 半波整流电路。
2. 参数计算
(1) 负载上输出的平均电压U0 (2) 整流二极管正向平均电流ID (3) 整流二极管所承受的最大
7.4.1稳压电路及其主要技术指标
1. 主要技术指标
(1) 内阻（也称输出电阻）R0 (2) 稳压系数Sr (3) 电压稳定度SV
2. 硅稳定管稳定电路
(1) 电路组成和工作原理
稳压管稳压电路如图7.16所示。
图7.16硅稳压管稳压电路
(2) 各参数的估算
① 内阻R0 ② 稳压系数Sr ③ 限流电阻的选择
7.2.1单相半波整流电路
带有纯阻负载的单相半波整流电路如 图7.1（a）所示，这是一种最简单的整流 电路。它由变压器T、整流二极管VD及负 载RL3部分组成。二极管VD具有正向导通、 反向截止的开关作用，所以将交流电变成 了脉动的直流电，称为整流二极管；负载 RL将电能转换成其他能量。
《电工电子技术》第9章
图9.4 单相桥式整流电路
1．单相桥式整流电路的工作原理
在图9.4（ ） 为交流电的正半周时， 点电位高于 点电位高于b点 在图 （a）中，当u2为交流电的正半周时，a点电位高于 点 电位。二极管VD 正偏导通， 反偏截止。 电位。二极管 1，VD2正偏导通，VD4，VD3反偏截止。电流从变 压器副边a点 流通到b点 负载R 压器副边 点，经VD1，RL，VD2流通到 点。负载 L上得到正半周 的输出电压。电流如实线方向。 的输出电压。电流如实线方向。 为交流电的负半周时， 点电位高于 点电位。二极管VD 点电位高于a点电位 当u2为交流电的负半周时，b点电位高于 点电位。二极管 4， VD3正偏导通，VD2，VD1反偏截止。电流从变压器副边 点，经 正偏导通， 反偏截止。电流从变压器副边b点 VD3，RL，VD4流通到 点。负载 L上依然得到正向半周的输出电 流通到a点 负载R 电流如虚线方向。 压。电流如虚线方向。 可见，虽然u 为交流电压，但负载R 上的输出电压u 可见，虽然 2为交流电压，但负载 L上的输出电压 o，却已经 变成为大小脉动而方向单一的直流电了。 变成为大小脉动而方向单一的直流电了。 单相桥式整流电路中各电压、电流的波形，如图9.5所示 所示。 单相桥式整流电路中各电压、电流的波形，如图 所示。
图9.3 单相半波整流电路波形
3．二极管参数的计算
在单相半波整流电路中， 在单相半波整流电路中，流 过二极管的电流就等于输出电流
I D = I O = 0.45 U2 RL
从图9.2可看出，二极管在截止时所承受的最高反向电压 从图 可看出，二极管在截止时所承受的最高反向电压u2就是 可看出 的最大值， 的最大值，即 U DRM = U 2m = 2U 2 在选择二极管时， 在选择二极管时，所选管子的最大整流电流和最高反向工作电 应大于上式的计算值。 压，应大于上式的计算值。
单相可控半波整流电路
单相可控半波整流电路单相可控半波整流电路是一种常用的电路，它可以将低压交流电转换为直流电，具有输出电流稳定、响应速度快的优点。
下面，我将分步骤阐述单相可控半波整流电路的实现过程。
第一步是元件连接。
单相可控半波整流电路主要由四个元件组成：变压器、可控硅、负载和直流滤波器。
变压器可以将交流电降压，可控硅则起到开关作用，负载则是直接消耗电流的元件，直流滤波器则起到平滑输出电流的作用。
这四个元件需要按照一定的连接方式进行连接，组成一个成熟的电路。
第二步是电流控制。
可控硅起到开关作用，当可控硅接通时，电流就可以流过负载，反之则不行。
通过对可控硅进行控制，可以实现对电流的控制。
控制可控硅需要一个触发器，当触发器接通时可控硅才能正常工作，触发器可以是电压比较器、定时器等。
第三步是输出电流稳定化。
在直流滤波器的作用下，输出的直流电流会受到一定的影响，如果不进行稳定化处理，输出电流就会出现波动，影响电路的正常工作。
为了使输出电流更加稳定，可以采用调节器或稳压器等元件，合理控制电路的整体输出。
当然，输出电流的稳定化也需要根据具体情况进行调整，不同的负载对于输出电流的要求也不同，需要根据用户的需求定制电路。
以上就是单相可控半波整流电路的实现过程，虽然需要一定的技术和理论知识支持，但是掌握了这些知识之后，可以有效地应用在电路设计和实现过程中。
值得注意的是，电路实现的过程需要严格遵守安全规定，特别是在接触高压电的时候更是需要注意安全，防止发生电击事故。
总之，只有充分掌握相关的技术和知识，才能够实现有效、稳定的单相可控半波整流电路。
第4章直流稳压电源
'
2 U2
UO
T RLC ≥(3~5) 2 UO =1.2U2
0
iD
0
t1 t2
t3 t4
t
0.9U2 0.45U2
0
IO
t
全波整流电容滤波电路的外特性
2. 电感滤波电路 T
L
io
u1
uo
u2
u'o
RL
uo
u'o
uo、 io
2 3
Uo
0.9U2
外特性较硬
t
外特性
Io
电感L越大，滤波效果越好。
3. 单结晶体管振荡电路和工作波形
第4章 4.6
uC
充
R
R2
UP
UBB
电 C
UV
0
t
u
放 电 G
uG
t
R1
uG
0
振荡 原理
当电容充电到uc≥Up时,单结晶体管导通,经R1放电; 当电容放电至uc<UV时单结晶体管截止,电容重新 充电。 循环往复,在电阻R1上形成触发脉冲uG 。
第4章 4.6
4. 单结晶体管同步触发整流电路和工作波形
uZ uC uG
t
t
uO
t
t
习题
1. 一个直流稳压电源应该由以下几部分组成:___________
滤波电路；稳压电路 。 变压器;整流电路;
2. 普通晶闸管控制极的作用是(
a ）。
(a) 加正向电压触发晶闸管使其导通 (b) 加反向电压使晶闸管可靠的截止 (c) 使阳极电流与控制极电流保持线性关系实现电流放大作用
(1) 电路组成 D3 R D4 Rp DZ C R2
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单相整流及稳压电路
单相整流及稳压电路是一种将交流电转换为直流电并在输出端保持稳定电压的电路。
这种电路通常用于电子设备中，例如电脑、手机充电器等。
单相整流电路由一个变压器、一组二极管和一个滤波电容器组成。
变压器将输入的交流电降压，使其变为小于输出电压的交流电。
二极管则将交流电转换为直流电，并通过滤波电容器输出稳定的直流电。
这种电路具有简单、低成本和高效率等优点。
稳压电路由一个稳压器件和一个反馈电路组成。
稳压器件可以是晶体管、场效应管、集成稳压芯片等。
反馈电路会将输出电压与一定的参考电压进行比较，并通过控制稳压器件的导通来调整输出电压，以达到稳定输出电压的目的。
稳压电路的稳定性高，可以保证输出电压不会因负载变化或输入电压波动而产生大幅度变化。
综合以上两种电路，单相整流及稳压电路的工作原理如下：交流电首先通过变压器降压，然后由二极管转换为直流电。
直流电通过滤波电容器输出到负载端，同时进入稳压电路。
稳压电路将输出电压稳定在一定的范围内，并随时对负载变化或输入电压波动作出调整，以保持输出电压的稳定。