第三讲 单相全波整流电路
教学内容：
1． 单相半波整流电路的工作原理
2． 单相半波整流电路的特点
3． 桥式单相全波整流电路的工作原理
4． 桥式单相全波整流电路的特点
教学方式：
讲授与演示分析
教具：
二极管 示波器 电阻 电源 变压器 导线
目的和要求：
1． 了解变压器中心抽头式全波整流电路的原理
2． 掌握变压器中心抽头式全波整流电路的特点
3． 掌握桥式全波整流电路的原理
4． 掌握桥式全波整流电路的特点
5． 学会分析比较上述两种电路的相同与不同之处
重点和难点：
1. 掌握变压器中心抽头式全波整流电路的特点
2. 掌握桥式全波整流电路的原理
3. 掌握桥式全波整流电路的特点
4. 分析比较上述两种电路的相同与不同之处
预习要求：
了解全波整流的原理及特征
课程回顾：（提问）
1、 二极管的简单测试
2、 单相半波整流电路的原理和特点
教学过程：
单相全波整流电路
一、变压器中心抽头式单相全波整流电路
下图为电路图，图中电源变压器T的次级绕组有中心向头，可得到两个大小相等而相位相反的交流电压u
2a和u
2b,图中V
1和V
2是两个整流二极管，R
L是负载电阻。
1．工作原理
V
1
A
u
2a i
v1 R
L
u
1 C
________ u
2b i
v2
B V
2
设u
1为正半周时，图中A端为正，B端为负，则A端电位高于中心抽头C处电位，B端要低于C处。二极管V
1导通， V
2截止，电流i
v1 自A端经二极管V
1流过负载R
L到C点；当u
1为负半周时，正好相反，V
2导通，V
1截止 ，电流i
v2自B端经二极管V
2流过负载R
L到C处，电流i
v1和 i
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课 题 2.1 单相整流电路
课 型 新课
授课班级 授课时数 2
教学目标 1．掌握单相半波整流电路原理。
2．掌握单相全波整流电路原理。
3．理解单相桥式整流电路原理。
4．了解滤波电路。
教学重点 1．整流电路的工作原理。
2．整流电路有关量值的计算，输出电压、电流及二极管的承受电压。
教学难点 整流电路中半导体二极管的工作状态及电路各波形分析。
学情分析
教学效果
教后记
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新课 A．引入
将交变电流变换成单向脉动电流的过程称为整流。实现这种功能的电路称为整流电路或称整流器。
B．复习
二极管的单向导电特性。当二极管加正向电压时，二极管导通，其正向电阻很小；当加反向电压时，只要不引起反向击穿，二极管截止，呈现很大的电阻。所以，二极管相当于一个开关。
C．新授课
2.1 单相整流电路
2.1.1 单相半波整流电路
单相半波整流电路如图所示。
由电源变压器T、整流二极管VD和负载电阻LR组成。
1．工作原理
工作原理示意图如图所示。
（1）当2v为正半周时，二极管VD加正向电压，处于导通状态，LR上产生正半周电压Ov，如图（b）所示。
（2）当2v为负半周时，二极管VD加反向电压，处于截止状态，LR上无电流流过，如图（c）所示。各波形之间的对应关系如图（d）所示。
（提问，学生回答）
（分析工作原理）
- 21 - 结论：
脉动直流电：大小波动，方向不变的电流（或电压）称为脉动直流电。
半波整流：电路仅利用电源电压2v的半个波，故称半波整流。
半波整流后的输出信号为半波脉动直流电。半波整流电路的缺点是电源利用率低，且输出脉动大。
2．负载与整流二极管的电压和电流
（1）半波整流负载两端的电压的平均值OV：OV= 0.452V
（2）流过负载电流的平均值OI是：
L2LOO450RV.RVI
（3）流过二极管的正向电流VI：VI=OI
单相半波可控整流电路是一种常见的电力控制电路，它在工业领域和家用电器中都有着广泛的应用。本文将从工作原理、电路结构和应用范围等方面对单相半波可控整流电路进行详细介绍。
一、工作原理
1.1 整流电路的基本原理
在交流电路中，为了将交流电转换为直流电以供电子设备使用，需要采用整流电路。整流电路的基本原理是利用二极管或可控硅等器件对交流电进行单向导通，将其转换为直流电。而可控整流电路是在传统整流电路的基础上引入了可控器件，如可控硅，从而实现对电流的精确控制。
1.2 半波可控整流电路的工作原理
半波可控整流电路是一种简单的可控整流电路，它采用单相交流电源，并通过可控硅来控制电流的导通。在正半周，可控硅导通，电流正常通过；而在负半周，可控硅不导通，电流被截断。通过对可控硅的触发角控制，可以实现对输出电流的精确调节。
1.3 工作原理总结
通过上述介绍可以看出，单相半波可控整流电路利用可控硅对交流电进行单向导通，实现了对电流的精确控制。其工作原理简单清晰，便于实际应用，并且具有高效稳定的特点。
二、电路结构
2.1 单相半波可控整流电路的基本结构
单相半波可控整流电路的基本结构包括交流电源、变压器、可控硅和负载电阻等组成。其中，交流电源通过变压器降压后接入可控硅，可控硅的触发装置接受控制信号，控制可控硅的导通角，从而实现对输出电流的调节。负载电阻则接在可控硅的输出端，用于消耗电能并提供电源。
2.2 功能模块的详细介绍
交流电源：作为单相半波可控整流电路的输入电源，一般为家用交流电，其电压和频率根据实际需求进行选择。
变压器：用于降低交流电源的电压，保证可控硅和负载电阻正常工作。
可控硅：作为电路的核心器件，可控硅的导通和截断状态由外部控制信号决定，从而实现对电流的精确控制。
负载电阻：接在可控硅的输出端，用于消耗电能并提供直流电源。
2.3 电路结构总结
单相半波可控整流电路的基本结构清晰明了，各功能模块之间相互协调，实现了从交流电到可控直流电的转换和精确控制。这种结构简单，适用范围广泛，并且在实际应用中具有良好的稳定性和可靠性。
第一题 说明全控型整流电路的工作原理，并设计出一个单相全控整流电路及其控制电路（开环）
1. 单相全控型PWM整流电路的结构
单相电压型桥式PWM整流电路最初出现在交流机车传动系统中，为间接式变频电源提供直流中间环节，电路结构如图1-1所示。每个桥臂由一个全控器件和反并联的整流二极管组成。us是正弦波电网电压，ud是整流器的直流侧输出电压，Ls为交流侧附加的电抗器，Ls包括外接电抗器的电感和交流电源内部电感，是电路正常工作所必须的。起平衡电压，支撑无功功率和储存能量的作用。全桥电路直流侧电容只要一个就可以。由图1-1所示，能量可以通过构成桥式整流的二极管VD1-VD4完成从滞留测到交流侧的传递，也可以经过全控型器件V1-V4从直流侧你变为交流，反馈给电网。
图1-1
所以PWM整流器的能量变换是可逆的，而能量的传递趋势是整流还是逆变，主要视V1-V4的脉宽调制方式而定。
2. 单相全控型PWM整流电路的工作原理
用正弦信号波和三角波相比较的方法对图1-1中的V1-V4进行SPWM控制，就可以在桥的交流输入端AB产生一个SPWM波uAB。uAB中含有和正弦信号波同频率且幅值成比例的基波分量，以及和三角波载波有关的频率很高的谐波，不含有低次谐波。当正弦信号波频率和电源频率相同时，is也为与电源频率相同的正弦波。由于Ls的滤波作用，谐波电压只使is产生很小的脉动。us一定时，is幅值和相位仅由uAB中基波uABf的幅值及其与us的相位差决定。改变uABf的幅值和相位，可使is和us同相或反相，is比us超前90°，或使is与us相位差为所需角度。
us> 0时，（V2、VD4、VD1、Ls）和（V3、VD1、VD4、Ls）分别组成两个升压斩波电路，以（V2、VD4、VD1、Ls）为例。V2通时，us通过V2、VD4向Ls储能。V2关断时，Ls中的储能通过VD1、VD4向C充电。us < 0时，（V1、VD3、VD2、Ls）和（V4、VD2、VD3、Ls）分别组成两个升压斩波电路。
