单相桥式整流电路的原理与应用

10.2.2.1　工作原理

单相桥式整流电路如图10.2.4（a）所示。图中电源变压器的作用是将电网电压（～220 V，50 Hz）变成整流电路要求的交流电压是负载电阻，4只二极管Dl～D4接成电桥形式，故称为桥式整流电路。

图10.2.4　单相桥式整流电路

如图10.2.4（b）所示是桥式整流电路的简化画法。在u2的正半周，设变压器次级绕组A端为正，B端为负，二极管D1，D3导通，负载电流iL的流通路径为A→D1→RL→D3→B，如图10.2.4（a）中的实线所示。这时负载RL上得到一个半波电压，如图10.2.5中uo的0～π段所示；在u2的负半周时，则二极管D2，D4导通，负载电流iL的流通路径为B→D2→RL→D4→A，如图10.2.4（a）中的虚线所示。同样在负载RL上得到一个与0～π段相同的半波电压，如图10.2.5中uO的π～2π段所示。可见在u2的整个周期里，单相桥式整流电路负载电阻RL上始终有从上往下的电流流过。RL上的电压uO及二极管的端电压uD和流过二极管的电流iD的波形如图10.2.5所示。显然，它们都是单方向的脉动波形。

图10.2.5　电流iD及电压uD和uO的波形

10.2.2.2　计算分析

1.负载RL的平均电压

2.负载RL的平均电流

流过负载电阻的电流iO的平均值为：

3.脉动系数

整流输出电压的基波分量与直流分量的比值称为脉动系数，用S表示。单相桥式整流电路的脉动系数为

10.2.2.3　二极管的选择

1.二极管的正向平均电流

在单相桥式整流电路中，每两只二极管串联导电半个周期，负载电阻在一个周期内均有电流流过，所以，每只二极管中流过的电流平均值是负载电流的一半，即

2.二极管承受的最高反向电压

在变压器次级电压u2的正半周，Dl，D3导通，相当于短路，D2，D4的阴极接于A点，而阳极接于B点，所以D2、D4所承受的最高反向电压就是u2的幅值

同理，在u2的负半周，Dl、D3所承受的最高反向电压也是(www.xing528.com)

因此，单相桥式整流电路中二极管承受的最高反向电压UDRM为：

一般情况下，允许电网电压有 ±10%的波动，对于最大整流平均电流IF和最高反向工作电压URM应至少留有10%的余地，以保证二极管安全工作，即选取

桥式整流电路的优点是输出电压高，二极管承受的反压较低，脉动系数也较小。变压器在正负半周内都有电流流过，利用效率高，应用广泛。

思考题

10.2.1　若单相半波整流电路中的二极管接反，则将产生什么现象?

10.2.2　试问单相桥式整流电路中若有一只二极管接反，则将产生什么现象?

习　题

10.2.1电路如图题10.2.1所示，变压器副边电压有效值为2U2。

（1）画出u2、uD1和uO的波形；

（2）求出输出电压平均值UO（AV）和输出电流平均值IL（AV）的表达式；

（3）二极管的平均电流ID（AV）和所承受的最大反向电压URmax的表达式。

图题10.2.1

10.2.2　电路图题10.2.2所示。

（1）分别标出uO1和uO2对地的极性；

（2）uO1、uO2分别是半波整流还是全波整流？

（3）当U21＝U22＝20 V时，UO1（AV）和UO2(AV)各为多少？

（4）当U21＝18 V，U22＝22 V时，画出uO1、uO2的波形；并求出UO1(AV)和UO2(AV)各为多少？

图题10.2.2