单相桥式整流电路设计与应用

1.工作原理

单相桥式整流电路如图6.2.4（a）所示。图中的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脉动直流。由于RL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6.2.4　单相桥式整流电路

如图6.2.4（b）所示是桥式整流电路的简化画法。在u2的正半周时，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6.2.4（a）中的实线所示。这时负载RL上得到一个半波电压。

uo在0～π段，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6.2.4（a）中的虚线所示；在π～2π段，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6.2.4（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。可见在u2的整个周期里。单相桥式整流电路负载电阻RL上始终有电流流过。显然，它们都是单方向的脉动波形。电流iD及电压uD和uO的波形如图6.2.5所示。

图6.2.5　电流iD及电压uD和uO的波形

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

3.二极管的选择

（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

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（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。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。

例6.2.2　在图6.2.4所示电路中，已知变压器二次电压有效值U2=30 V，负载电阻RL=100 Ω。试问：

（1）输出电压与输出电流平均值各为多少？

（2）当电网电压波动范围为±10%，二极管的最大整流平均电流IF与最高反向工作电压URM至少应选取多少？

解：（1）输出电压平均值

流过负载电阻的电流平均值

（2）二极管承受的最大反向电压

流过二极管的最大平均电流