經(jīng)驗(yàn)：整流電路簡(jiǎn)單的計(jì)算公式

1、-整流二極管可用半導(dǎo)體鍺或硅等材料制造。硅整流二極管的擊穿電壓高，反向漏電流小，高溫性能良好。通常高壓大功率整流二極管都用高純單晶硅制造。這種器件的結(jié)面積較大，能通過(guò)較大電流可達(dá)上千安，但工作頻率不高，一般在幾十千赫以下。整流二極管主要用于各種低頻整流電路。整流電路分類(lèi)：?jiǎn)蜗?、三相與多項(xiàng)整流電路；還可分為半波、全波、橋式整流電路；又可分為可控與不可控；當(dāng)全部或局部整流元件為可控硅晶閘管時(shí)稱(chēng)可控整流電路（一） 不可控整流電路1、 單向二極管半波整流電路半波整說(shuō)是以犧牲一半交流為代價(jià)而換取整流效果的，電流利用率很低；因此常用在高電壓、小電流的場(chǎng)合，而在一般無(wú)線(xiàn)電裝置中很少采用。輸出直流電壓U=0.

2、45U2流過(guò)二極管平均電流 I=U/RL=0.45U2/RL二極管截止承受的最大反向電壓是 Um反=1.4U22、 單向二極管全波整流電路因此稱(chēng)為全波整流，全波整流不僅利用了正半周，而且還巧妙地利用了負(fù)半周，從而大提高了整流效率Usc0.9e2，比半波整流時(shí)大一倍另外，這種電路中，每只整流二極管承受的最大反向電壓，是變壓器次級(jí)電壓最大值的兩倍，因此需用能承受較高電壓的二極管。輸出直流電壓U=0.9U2流過(guò)二極管平均電流只是負(fù)載平均電流的一半,即流過(guò)負(fù)載的電流I=0.9U2/RL流過(guò)二極管電流I=0.45U2/RL二極管截止時(shí)承受2.8U2的反向電壓因此選擇二極管參數(shù)的依據(jù)與半波整流電路相比有所

3、不同，由于交流正負(fù)兩個(gè)半周均有電流流過(guò)負(fù)載，因此變壓器的利用率比半波整流高。二極管全波整流的另一種形式即橋式整流電路，是目前小功率整流電路最常用的整流電路。3、 二極管全波整流的結(jié)論都適用于橋式整流電路，不同點(diǎn)僅是每個(gè)二極管承受的反向電壓比全波整流小了一半。橋式電路中每只二極管承受的反向電壓等于變壓器次級(jí)電壓的最大值，比全波整洗電路小一半！U=0.9U2流過(guò)負(fù)載電流I=0.9U2/RL流過(guò)二極管電流I=0.45U2/RL二極管截止承受反向電壓U=1.4U2另外，在高電壓或大電流的情況下，如果手頭沒(méi)有承受高電壓或整定大電濾的整流元件，可以把二極管串聯(lián)或并聯(lián)起來(lái)使用。圖5-7 示出了二極管并聯(lián)的情

4、況：兩只二極管并聯(lián)、每只分擔(dān)電路總電流的一半，三只二極管并聯(lián)，每只分擔(dān)電路總電流的三分之一?？傊?，有幾只二極管并聯(lián)，流經(jīng)每只二極管的電流就等于總電流的幾分之一。但是，在實(shí)際并聯(lián)運(yùn)用時(shí)，由于各二極管特性不完全一致，不能均分所通過(guò)的電流，會(huì)使有的管子困負(fù)擔(dān)過(guò)重而燒毀。因此需在每只二極管上串聯(lián)一只阻值一樣的小電阻器，使各并聯(lián)二極管流過(guò)的電流接近一致。這種均流電阻R一般選用零點(diǎn)幾歐至幾十歐的電阻器。電流越大，R應(yīng)選得越小。圖5-8示出了二極管串聯(lián)的情況。顯然在理想條件下，有幾只管子串聯(lián)，每只管子承受的反向電壓就應(yīng)等于總電壓的幾分之一。但因?yàn)槊恐欢O管的反向電阻不盡一樣，會(huì)造成電壓分配不均：阻大的二極管

5、，有可能由于電壓過(guò)高而被擊穿，并由此引起連鎖反響，逐個(gè)把二極管擊穿。在二極管上并聯(lián)的電阻R，可以使電壓分配均勻。4、1濾波電容未接入時(shí)的半波整流電路輸出電壓與變壓器次級(jí)的電流即流過(guò)二極管的電流紋波大，輸出直流電壓比較小，為0.45U22負(fù)載開(kāi)路時(shí)候半波整流電路：輸出電壓波紋為零，為理想的直流電壓且輸出直流電壓高輸出電壓保持1.414U2不變3)有載情況下電容濾波整流電路當(dāng)二極管截止時(shí)，電容兩端電壓就不能保持不變，電容向負(fù)載放電，負(fù)載電流等于電容的放電電流；輸出電壓可到達(dá)1-1.2U2。當(dāng)電容C愈大，放電進(jìn)展愈慢，將使截止期加長(zhǎng)，在穩(wěn)定情況下，電容C在一個(gè)周期充電電荷等于放電電荷。故當(dāng)截止期加長(zhǎng)

6、，導(dǎo)通時(shí)間相對(duì)縮短，充電電流將相對(duì)地增大。我們知道，在電流平均值一樣條件下，脈沖的寬度愈窄，幅度愈高，其有效值愈大，故具有電容濾波的整流電路，在輸出直流電流一樣的條件下，二極管的發(fā)熱較為嚴(yán)重。濾波電容愈大，這種現(xiàn)象也愈顯著。特別在開(kāi)機(jī)瞬間，這時(shí)濾波電容C上未充電，故其開(kāi)場(chǎng)幾周的充電電流不但幅值大，而且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。為了限制二極管的電流，有時(shí)給二極管串一限流電阻，但導(dǎo)致一定功率的損耗。但是濾波電容越大，濾波效果越好。通常認(rèn)為濾波電路的放電時(shí)間常數(shù)CRL比交流電源周期T大三至五倍，濾波效果能令人滿(mǎn)足；即C3-5T/RL；可用于半波整流濾波電路選擇電容的估算公式。4整流器主要參數(shù)對(duì)輸出電壓的影響1、固

7、定負(fù)載電阻RL濾波電容C，變化整流器阻。當(dāng)整流器阻增大時(shí)，充電電流在阻上所產(chǎn)生的電壓大，電容兩端可能電壓減小，輸出電壓減小，紋波電壓變化不大4、 固定整流器阻和濾波電容。當(dāng)負(fù)載電阻減小時(shí)，放電速度加快，輸出電壓減小，波紋增大。因此這種電路適用于電流較小的場(chǎng)合。5具有電容濾波的單向全波和橋式整流器輸出直流電壓仍為U=1-1.2U2濾波電容的估算，由于電容放電時(shí)間比半波縮短一半，C3-5T/2RL注：提高頻率可以降低對(duì)濾波電容的容量在橋式整流或全波整流電路中，假設(shè)無(wú)電容濾波，輸出電壓U=0.9U2假設(shè)有電容濾波，但負(fù)載開(kāi)路時(shí)，則有輸出電壓為U=1.4U2有電容濾波并且有負(fù)載的情況息，輸出電壓介于0

8、.9-1.4U2之間所喲濾波效果為RLC=(2-5)T/2如果整流電路阻很小，一般可認(rèn)為輸出電壓為1.2U26電感濾波電路整流電路輸出端經(jīng)過(guò)一個(gè)串聯(lián)電感線(xiàn)圈再接到負(fù)載電感可以產(chǎn)生濾波作用?？梢赃@樣理解：整流后的交流成分大局部降在電感線(xiàn)圈上，而直流成分根本上在負(fù)載上，輸出電感的交流成分大大減小。電感量愈大，負(fù)載RL愈小，輸出直流電壓就愈平穩(wěn)，濾波效果就愈大。由于電感濾波電路輸出電壓大小與負(fù)載大小無(wú)關(guān)，而負(fù)載電阻RL愈小輸出電流大，濾波效果愈好，因此適合用于負(fù)載電流較大的場(chǎng)合。7其他形式的濾波電路1、電感電容倒L型濾波電路：無(wú)論對(duì)小電流和較大帶電流的負(fù)載都能起到很好的濾波作用2、型濾波電路相當(dāng)于一

9、級(jí)電容濾波和一級(jí)倒L型濾波電路串聯(lián)而成。因此可進(jìn)一步提高濾波效果5、 RC濾波電路輸出直流電壓為U=RL/(RL+R) 由于R會(huì)影響輸出直流電壓大小因此適合小電流情況下工作81、低通濾波工作原理：串聯(lián)電感具有隔直同交的作用，并聯(lián)電容的容抗隨頻率上升而下降，而對(duì)高頻信號(hào)具有旁路作用，L和C共同作用， 使輸出電壓的高頻分量大為減小。2、高通濾波器工作原理：串聯(lián)電容阻止低頻信號(hào)通過(guò)而讓高頻通過(guò)，并聯(lián)電感則對(duì)直流信號(hào)和低頻信號(hào)起旁路作用3、帶通濾波器讓通頻帶以的信號(hào)順利通過(guò)，而通頻帶以外的信號(hào)則被一抑制掉。L、C串并聯(lián)組合特性分析6、 帶阻濾波器舉例：輸出直流電壓30V 負(fù)載電流500mA 用220V

10、 50HZ交流電網(wǎng)供電a) 確定電路：橋式整流b) 選擇二極管：流過(guò)二極管電流I=1/2I負(fù)載=500/2=250mA二極管反向承受電壓為1.4U2，根據(jù)經(jīng)歷數(shù)據(jù)，電容濾波電路輸出直流電壓大都可到達(dá)變壓器次級(jí)有效值1-1.2倍，這里取1.2倍。U2=30/1.2=25V每個(gè)最大反向電壓為U反=1.4U2=35V因此選擇2CP33A，其最大整流電流為500mA,最高反向電壓為50V3選擇濾波電容應(yīng)使放電時(shí)間常數(shù)為電源電壓半個(gè)周期的3-5倍，這里取5倍=5T/2=5/2f=5/2*50=0.05sRL=30/0.5=60歐C=/RL=0.05/60=835微法取濾波電容為1000微法，在空載輸出電

11、壓可達(dá)1.4U2=35V，故耐壓可取50V。4變壓器要求U2=Uma*/1.2=25V一般來(lái)說(shuō)，有效值大于平均值。當(dāng)濾波電容愈大，電流脈沖愈窄，二者的差異愈大，可達(dá)1.5倍甚至更大，取I=1.6Im=1.6*500=800mA例題二負(fù)載電阻RL=80歐，負(fù)載電壓U為110V，采用單向橋式整流電路，交流電源電壓為380V，如何選用二極管.1） 負(fù)載電流為I=110/80=1.4A2） 每個(gè)二極管通過(guò)的電流為0.7A；3） 變壓器次級(jí)電壓有效值：U2=110/0.9=122v4） 考慮到變壓器次級(jí)繞組及管子的壓降，變壓器次級(jí)電壓大約高出10%，即122*1.1=134V5） 二極管反向耐壓為URM

12、=1.4*134=189V選用的二極管最大整流為1A，最高反向電壓300V的整流二極管，如2CE11C例題三：一橋式整流電容濾波電路，其交流電源頻率f=50HZ,負(fù)載電阻RL為120歐，輸出電壓為30V，如何選擇電容.解：采用電容時(shí)，輸出波形的平直程度和電容C的充放電時(shí)間常數(shù)=RLC 有關(guān)，一般RLC=5*T/2且T=1/f=1/50=0.02sRLC=5*0.02/2=0.05sRL=120歐，C=0.05/ RL=417微法。選取C=470微法 耐壓50V的電解電容其他類(lèi)型整流濾波電路各種濾波電路特性比照表濾波方式輸出直流電壓/輸入交流電壓適合圍對(duì)整流管的沖擊電流帶載能力C型濾波小電流大差型LC濾波小電流大差型RC濾波小電流大最差L型濾波0.9大電流小強(qiáng)倒L型LC濾波0.9大電流小強(qiáng)LC用于電流較大、要求輸出電壓脈動(dòng)較小的場(chǎng)合，用于高頻更 為適宜。LC組成的型電路濾波效果比LC濾波器更好，但對(duì)整流二極管電流沖擊大型RC濾波：電阻對(duì)交直流都具有同樣的降壓作用，但與其與電容配合后，就使脈動(dòng)電壓的交流分量較多的降落在電阻兩端，而較小的降落在負(fù)載上，故而實(shí)現(xiàn)濾波作用。R愈大，C2愈大，濾波效果愈好。但R太大會(huì)使直流壓降增加，所以這種濾波電路主要應(yīng)用于負(fù)載電流較小而