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整流滤波电路及相关知识-汪（整理） 无线电小组的同学们完成了整流滤波电路（图 1 ）的制作，经过测试，给半导体收音机供电，效果很不错。接着，老师对大家提出的问题进行了答疑，并与同学们一起展开了讨论。(有负载情况下讨论的) ??? 学生：“整流”是利用二极管的单方向导电特性，把方向来回变化的交流电变换成单一方向的直流电，如果就用一只二极管，能不能构成整流电路呢？??? 老师：用一只二极管可以组成最简单的整流电路，见图 2 。大家知道，我们日常所用的交流电，是由电力网供给的 220V 、 50Hz 的正弦波交流电，用 U1 表示，为了适应负载需要的低电压，就要利用电源变压器 T 把 U1 变换成 U2 。在 U2 的正半周，变压器副边 A 端为正、 B 端为负，二极管 VD 承受正向电压而导通，负载 R L 两端得到了 U2 的正半周；当 U2 变为负半周时，变压器副边 A 端为负、 B 端为正，二极管 VD 承受反向电压而截止，负载 R L 上没有电流，电压也等于零。这种整流电路只利用了交流电波形的一半，另一半白白地“浪费”了，所以称它为“半波整流”。 ??? 学生：这么说负载两端的电压 U L 等于交流电压 U2 的一半了？??? 老师：半波整流电路中 U L 和 U2 的关系需要给大家讲清楚。大家已经注意到，负载两端的电压 U L 不是平滑的直流电压，它的大小时时刻刻在变化着，我们管它叫“脉动直流电压”。用万用表的直流电压挡可以测出 U L 的大小，叫做脉动直流电压的平均值。根据理论分析，半波整流电路负载上脉动直流电压的平均值 U L ，在数值上等于变压器副边交流电压 U2 的 45 ％，也就是 U L =0.45U2 。半波整流电路整流效率很低，输出电压脉动度很大，在电源电路中很少应用。??? 学生：今天制作的用 4 只二极管组成的整流电路，我们还是看不明白，您能讲讲它的工作原理吗？??? 老师：好。大家看示教板（图 1 ）。当交流电压 U2 出现正半周时， A 端为正、 B 端为负，也就是 A 端为高电位， B 端为低电位，电流总是从高电位点流向低电位点的，所以我们以 A 端出发，到 1 点时，有 VD 1 、 VD4 两条支路，由于 VD4 的阴极连着高电位的 A 端，所以 VD4 截止， VD1 导通，电流通过 VD1 到了 2 点，电流不可能由 VD2 的阴极流向阳极，所以 VD2 不通，若不考虑电容 C 的存在，则电流只能流向负载 R L ，经 R L 流到 4 点，并通过 VD3 流向 B 端。??? 学生：老师，在 4 点连接着 VD3 、 VD4 两个二极管的阳极，这两个二极管不是都能导通吗？??? 老师：问题提得好。同学们一定要记住，分析电路要抓住电路中最高电位点和最低电位点，这样才能找出正确的电流流通路径。这里， A 端电位最高， B 端电位最低，所以电流不可能由 4 点经过 VD4 流向高电位的 A 端， VD4 是处于截止状态的，正如同河水不可能从下游向上游流动一样。大家明白了吗？同学：明白啦！??? 老师：现在你给大家分析一下 U2 负半周时电流的流通情况。??? 同学：交流电压 U2 为负半周时，应该是 B 端为最高电位点， A 端为最低电位点。电流从 B 端出发，在 3 点处 VD2 导通、 VD3 截止，电流通过 VD2 到了 2 点，因为 VD1 截止，电流只能流向负载 R L ，经过 R L 流到 4 点，在 4 点 VD3 截止、 VD4 导通，电流经过 VD4 流回最低电位点 A 端。??? 老师：你分析得很正确。为了使大家看得更清楚，我们把处于导通状态的二极管近似看成接通的开关，把处于截止状态的二极管近似看成断开的开关，画出图来（图 3 ），电流在 U2 正半周和负半周的流通路径也就一目了然了。从电路图上大家可以看到， U2 的正半周和负半周期间都有电流流过负载，而且它们的方向都是从 C 端流向 D 端，这不就把方向交替变化的交流电更换成单一方向的直流电了吗！由于这种整流电路把交流电的正、负两个半周全部利用了起来，所以管它叫“全波整流电路”。 1．整流电路（利用二极管的单向导电性）全波整流电路的输出，与桥式整流电路的输出相同。输出平均电压为：（带负载没有滤波电容） 半波整流：UL=0.45U2 全波整流：UL=0.9U2 桥式整流：UL=0.9U2 2．滤波电路（输出平均电压） 电容滤波（桥式整流）： UL=1.2U2 电感滤波： UL=0.9U2 同学：全波整流电路的输出电压 U2 是不是等于半波整流输出电压的一倍呢？??? 老师：对。全波