1.单相桥式整流电路

单相桥式整流电路如图5-19a所示，它由单相电源变压器T、四只二极管VD1～VD4 及负载电阻RL 组成。四只二极管接成电桥的形式，故称桥式整流电路。图5-19b为其表示符号。

图5-19　单相桥式整流电路

图5-19a中，设电源变压器二次侧电压

波形如图5-20a所示。在u 的正半周时，其极性为上正下负，即a点电位高于b点，二极管VD1、VD3 因承受正向电压而导通，VD2 和VD4 承受反向电压而截止，电流i1 的通路是a→VD1→RL→VD3→b→a，如图5-19a中的实线箭头所示，这时负载电阻RL 上得到一个半波电压，如图5-20b中的0～π段所示。

在电压u 的负半周时，其极性为上负下正，即b点电位高于a点，因此VD1和VD3 截止，VD2 和VD4 导通，电流i2 的通路是b→VD2→RL→VD4→a→b，如图5-19a中虚线箭头所示。同样在负载电阻上得到一个与0～π段相同的半波电压，如图5-20b的π～2π段。

因此，当电源电压u 变化一周时，在负载电阻RL 上的电压uo 和电流io 是单方向全波脉动波形（见图5-20b）。

图5-20b的波形用傅里叶级数分解为

图5-20　单相桥式整流电路电压电流波形

uo 的大小用平均值表示，即式（5-4）中的恒定分量

流过负载电阻的电流io 的平均值Io 为

在单相桥式整流电路中，每两只二极管串联导电半个周期，负载电阻中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IDF是负载电流Io的一半，即

在变压器二次侧电压u 的正半周时，VD1、VD3 导通，相当于短路，VD2、VD4的阴极接于a 点，而阳极接于b 点，所以VD2、VD4 所承受的最高反向电压就是u 的幅值。同理，在u 的负半周时，VD1、VD3 所承受的最高反向电压也是，如图5-20c所示。所以单相桥式整流电路二极管承受的最高反向电压UDRM为

变压器二次侧电流i仍为交流电流，其有效值I 与整流电流平均值的关系为

例5-5 单相桥式整流电路如图5-19所示，已知交流电网电压为220V，负载电阻RL＝50Ω，负载电压Uo＝100V，试求变压器的变比和容量，并选择二极管。

解 变压器二次侧电压的有效值为

考虑到变压器二次侧绕组及二极管上的压降，变压器二次侧电压一般应高出5%～10%，即

111×1.1V≈122V

变压器电压比

整流电流平均值

(www.daowen.com)

变压器二次侧电流有效值

I＝1.11Io＝(1.11×2)A＝2.22A

变压器容量

S＝UI＝(122×2.22)VA＝270.8VA

每只二极管承受的最高反向电压

流过每只二极管的平均电流值

为使整流电路工作安全，在选择二极管时，二极管的最大整流电流IFM 应大于二极管中实际流过的电流平均值IDF，二极管的反向工作峰值电压URM 应比二极管在电路中承受的最高反向电压UDRM大一倍左右。

查手册，二极管选用2CZ12D（3A，300V），或者2CZl2E（3A，400V）。

2.单相半波及全波整流电路

如图5-21a所示为单相半波整流电路，假设二极管为理想模型，ui 为正弦交流电。如图5-21b所示，当ui 为正半周时，二极管导通，电流由上至下流过负载电阻RL，因为二极管采用理想模型，正向导通电压为0，所以在RL 上获得的电压波形和输入一致，Uo＝ui；当ui 为负半周时，二极管反向截止，表现为无穷大电阻，流过RL 中的电流为0。利用二极管的单向导电性，将交流电转化为单向脉动的直流电，这种方法简单、经济，在日常生活及电子电路中经常采用。

图5-21　单相半波整流电路

例5-6 单相全波整流电路如图5-22a所示。分析其工作原理，当输入为图5-22b所示的正弦交流电压时，画出输出电压的波形。

图5-22　例5-6图

解 单相全波整流电路是由两个单相半波整流电路组成的，变压器的二次绕组的中心抽头将u2 分成两个大小相等的u21和u22。

在正弦交流电源的正半周（a点正，b点负），VD1 正向导通，VD2 反向截止，电流通路为：a→VD1→RL→o→a，负载上得到半波整流电压和电流，如图5-22b所示。

同理，在电源的负半周（b点正，a点负），VD2 导通，VD1 截止。电流通路为：b→VD2→RL→o→b，负载RL 上得到与前半个周期方向相同的半波电压和电流，如图5-22b所示。

这样，在负载电阻RL 上得到如图5-22b所示的全波整流电压波形。

例5-7 电路如图5-23所示。设变压器和各二极管是理想的。U21＝U22＝U2＝15V。

图5-23　例5-7图

（1）判断这是哪一种整流电路；

（2）标出Uo1、Uo2相对于“地”的实际极性；

（3）求Uo1、Uo2的值。

解 （1）虽然该电路有四只桥式接法的二极管，但变压器绕组带抽头，且电路有两路输出，输出电压分别为Uo1、Uo2。所以该电路实际上是共用变压器副边绕组的两个全波整流电路，整流元件分别为VD1 和VD2、VD3 和VD4。当电压正半周，即a点为“＋”b点为“－”时，二极管VD1 和VD3 导通，电流通路为：a→VD1→RL1→c→o→a和c→RL2→VD3→b→o→c；当电压负半周，即b点为“＋”a点为“－”时，二极管VD2 和VD4 导通，电流通路为：b→VD2→RL1→c→o→b和

c→RL2→VD4→a→o→c。

（2）Uo1相对于“地”为正，Uo2相对于“地”为负。

(3)Uo1＝0.9U2＝0.9×15V＝13.5V

Uo2＝－0.9U2＝－0.9×15V＝－13.5V