橋式整流及濾波電路

1、橋式整流及濾波電路 1. 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源 在生產(chǎn)、生活和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，主要采用交流電，在生產(chǎn)、生活和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，主要采用交流電，但在某些場(chǎng)合，例如電解、電鍍、蓄電池的充電、但在某些場(chǎng)合，例如電解、電鍍、蓄電池的充電、直流電動(dòng)機(jī)等，都需要直流電源供電。此外，在電直流電動(dòng)機(jī)等，都需要直流電源供電。此外，在電子線路和自動(dòng)控制裝置中還需要用非常穩(wěn)定的直流子線路和自動(dòng)控制裝置中還需要用非常穩(wěn)定的直流電源電壓。為了得到直流電，除了用直流發(fā)電機(jī)外，電源電壓。為了得到直流電，除了用直流發(fā)電機(jī)外，目前廣泛采用各種目前廣泛采用各種半導(dǎo)體直流電源半導(dǎo)體直流電源。 半導(dǎo)體直流電源半導(dǎo)體直流電源由整流變壓器變壓

2、、整流電路、濾波電路、穩(wěn)由整流變壓器變壓、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路等環(huán)節(jié)組成。壓電路等環(huán)節(jié)組成。 整流變壓器整流變壓器TrTr：將交流電源電壓將交流電源電壓u u1 1變換為符合整流要求的交流變換為符合整流要求的交流電壓電壓u u2 2。 濾波電路：濾波電路：將單向脈動(dòng)直流電壓將單向脈動(dòng)直流電壓u u3 3變換為脈動(dòng)較小的直流電壓變換為脈動(dòng)較小的直流電壓u u4 4。 整流電路：整流電路：將交流電壓將交流電壓u u2 2變換為單向脈動(dòng)的直流電壓變換為單向脈動(dòng)的直流電壓u u3 3。 穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電路：在交流電源電壓波動(dòng)及負(fù)載變化時(shí)，使直流輸出電在交流電源電壓波動(dòng)及負(fù)載變化時(shí)，使直流輸出電

3、壓壓u u0 0穩(wěn)定。穩(wěn)定。整整 流流 電電 路路濾濾 波波 電電 路路穩(wěn)穩(wěn) 壓壓 電電 路路u1u2u4uou3Tr 2. 單相橋式整流電路單相橋式整流電路u0時(shí)：時(shí)：D1、D3正向?qū)?，正向?qū)?，D2、D4反向截止，反向截止，io0 ，uo=u0 D4D2D1D3RLabuTruoio+-u0 ，uo=-u0 D4D2D1D3RLabuTruoio-+ t tu 2 3 uo、io的波形與平均值的波形與平均值 tUusin2:設(shè)LLooRURUI9 . 0uoioUUttdUUo9 . 022)(sin210D4D2D1D3RLabuTruoiooDII21UUDRM2二極管的平均電流二極

4、管的平均電流二極管的最高反向電壓二極管的最高反向電壓3. 濾波電路濾波電路 交流電壓經(jīng)整流后輸出的是單向脈動(dòng)的直流電壓，其交流電壓經(jīng)整流后輸出的是單向脈動(dòng)的直流電壓，其中既含有中既含有直流成份直流成份又含有又含有交流成份交流成份。濾波電路的作用是利。濾波電路的作用是利用電容元件兩端電壓不能躍變或電感元件中電流不能躍變用電容元件兩端電壓不能躍變或電感元件中電流不能躍變的特性的特性, , 將將電容元件與負(fù)載并聯(lián)電容元件與負(fù)載并聯(lián)或?qū)⒒驅(qū)㈦姼性c負(fù)載串聯(lián)電感元件與負(fù)載串聯(lián)，濾掉整流輸出電壓中的交流成份，保留其直流成份，達(dá)到濾掉整流輸出電壓中的交流成份，保留其直流成份，達(dá)到輸出電壓平滑的目的。輸出電

5、壓平滑的目的。3.1 電容濾波電路電容濾波電路 tu 2 3 tUusin2:設(shè)D D1 1D D3 3導(dǎo)導(dǎo)通通D D2 2D D4 4導(dǎo)導(dǎo)通通 tuoRLC+uCD4D2D1D3abuTruoio tuoObaD D導(dǎo)通導(dǎo)通C C充電充電 Oa段：段：D導(dǎo)通，電源對(duì)導(dǎo)通，電源對(duì)C充電，充電，uo=uC=u； ab段：從段：從a點(diǎn)開(kāi)始，點(diǎn)開(kāi)始，u和和uC都開(kāi)都開(kāi)始下降，始下降，u按正弦規(guī)律下降，按正弦規(guī)律下降，uC按按指數(shù)規(guī)律下降，開(kāi)始指數(shù)規(guī)律下降，開(kāi)始uC下降速度下降速度大于大于u，所以，所以D導(dǎo)通，導(dǎo)通，uo=uC=u； bc段：從段：從b點(diǎn)開(kāi)始，點(diǎn)開(kāi)始，u下降速度下降速度大于大于uC ，

6、所以，所以D D截止，截止，uo= =uC，按，按指數(shù)規(guī)律變化，變化快慢決定于指數(shù)規(guī)律變化，變化快慢決定于 =RLC。 tu 2 3 tUusin2:設(shè)cD D截止截止C C放電放電RLC+uCD4D2D1D3abuTruoio 帶電容濾波時(shí)，帶電容濾波時(shí)， uo的的脈動(dòng)大為減小，其平均值脈動(dòng)大為減小，其平均值Uo增大。增大。無(wú)電容濾無(wú)電容濾波波 tuo帶電容濾帶電容濾波波 tuoORLC+uCD4D2D1D3abuTruoio3.2 電感濾波電路電感濾波電路電路結(jié)構(gòu)：電路結(jié)構(gòu)： 在整流電路與負(fù)載之間串聯(lián)一個(gè)電感在整流電路與負(fù)載之間串聯(lián)一個(gè)電感L就構(gòu)成了就構(gòu)成了電感濾波電路。電感濾波電路。uo

7、uTrTrbRLLau濾波原理濾波原理 對(duì)對(duì)u的的直流分量：直流分量：f=0，XL=0 ，相當(dāng)于短路，電壓大相當(dāng)于短路，電壓大部分降在部分降在RL上；對(duì)上；對(duì)u的的交流分量：交流分量：f越高，越高，XL越大，電壓越大，電壓大部分降在大部分降在XL上。上。因此，因此，uo主要是主要是u的直流成分，的直流成分，uo是比是比較平滑的直流電壓。較平滑的直流電壓。Uo=0.9U當(dāng)忽略當(dāng)忽略L的直流電阻時(shí)，的直流電阻時(shí)，uo的平均值約為：的平均值約為：uouTrTrbRLLau缺點(diǎn)是電感鐵芯笨重，體積大，易引起電磁干擾。缺點(diǎn)是電感鐵芯笨重，體積大，易引起電磁干擾。3 3.3 3 復(fù)合復(fù)合濾波電路濾波電路 單獨(dú)使用電容或電感構(gòu)成的單獨(dú)使用電容或電感構(gòu)成的濾波電路，濾波電路，濾波效濾波效果不夠理想，為了滿(mǎn)足較高的濾波要求果不夠理想，為了滿(mǎn)足較高的濾波要求常采用電容常采用電容和電感組成的和電感組成的LC、CLC- 型型等復(fù)合濾波電路。等復(fù)合濾波電路。這兩種濾波電路適用于負(fù)載電流較大，這兩種濾波電路適用于負(fù)載電流較大，要求輸出電壓脈動(dòng)較小的場(chǎng)合。要求輸出電壓脈動(dòng)較小的場(chǎng)合。LC+C+C+LC+C+LC+C+R 在負(fù)載較輕時(shí)，常采用電阻代替笨重的電感，在負(fù)載較輕時(shí)，常采用電阻代替笨重的電