单相半波整流电路的原理和应用

10.2.1.1　工作原理

单相半波整流电路如图10.2.1所示。为简化起见，设二极管是理想的，即二极管正向导通时电阻和压降为零，反向电阻为无穷大。

单相半波整流电路是最简单的一种整流电路，设变压器的二次电压有效值为U2，则其瞬时值

图10.2.1　单相半波整流电路

图10.2.2　半波整流电路的波形图

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和负载电阻RL流入B点，在u2的负半周，B点为正，A点为负，二极管外加反向电压，因而处于截止状态，uO=0(ωt=0～π)。负载电阻RL的电压和电流都具有单一方向脉动的特性。图10.2.2所示为变压器二次电压u2、输出电压uO（也可表示输出电流和二极管的电流）、二极管端电压的波形。 分析整流电路工作原理时，应研究变压器二次电压极性不同时二极管的工作状态，从而得出输出电压的波形，也就弄清了整流原理。整流电路的波形分析是其定量分析的基础。

10.2.1.2　主要参数

在研究整流电路时，至少应考查整流电路输出电压平均值和输出电流平均值两项指标，有时还需考虑脉动系数，以便定量反映输出波形脉动的情况。

1.输出电压平均值

输出电压平均值就是负载电阻上电压的平均值UO(AV)。从图10.2.2所示波形图可知，当ωt=0～π时，uO=当ωt=π～2π时，uO=0。所以，求解uO的平均值UO(AV)，就是将0～π的电压平均在0 ～2π时间间隔之中，如图10.2.3所示，写成表达式为

图10.2.3　单相半波整流电路输出电压平均值

2.负载电流的平均值

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3.输出电压的脉动系数S

整流输出电压的脉动系数S定义为整流输出电压的基波峰值UO1M与输出电压平均值UO(AV)之比，即

由于半波整流电路输出电压uO的周期与u2相同，uO的基波角频率与u2相同，即50 Hz。通过谐波分析，可得故半波整流电路输出电压的脉动系数为

说明半波整流电路的输出脉动很大，其基波峰值约为平均值的1.57倍。

10.2.1.3　二极管的选择

当整流电路的变压器二次电压有效值和负载电阻值确定后，电路对二极管参数的要求也就确定了。一般应根据流过二极管电流的平均值和它所承受的最大反向电压来选择二极管。

1.二极管的正向平均电流

在单相半波整流电路中，二极管的正向平均电流等于负载电流平均值，即

2.二极管承受的最大反向电压

二极管承受的最大反向电压等于变压器二次侧的峰值电压，即

一般情况下，允许电网电压有±10%的波动，即电源变压器一次侧电压为198 ～242 V，因此在选用二极管时，对于最大整流平均电流IF和最高反向工作电压UDRM应至少留有10%的余地，以保证二极管安全工作，即选取

单相半波整流电路简单易行，所用二极管数量少。但是由于它只利用了交流电压的半个周期，所以输出电压低，交流分量大（即脉动大），效率低。因此，这种电路仅适用于整流电流较小、对脉动要求不高的场合。