整流濾波全橋電路

1、直流穩(wěn)壓電源的直流穩(wěn)壓電源的整流濾波電路整流濾波電路直流穩(wěn)壓電源的電路圖直流穩(wěn)壓電源的電路圖 電源變壓器電源變壓器: 將交流電網(wǎng)電壓將交流電網(wǎng)電壓u1變?yōu)楹线m的交流變?yōu)楹线m的交流電壓電壓u2。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u1u2u3u4uo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 整流電路整流電路: 將交流電壓將交流電壓u2變?yōu)槊}動的直流電壓變?yōu)槊}動的直流電壓u3。 濾波電路濾波電路: 將脈動直流電壓將脈動直流電壓u3轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷髯優(yōu)槠交闹绷麟妷弘妷簎4。 穩(wěn)穩(wěn)壓電路壓電路: 清除電網(wǎng)波動及負(fù)載變化的影響清除電網(wǎng)波動及負(fù)載

2、變化的影響,保持保持輸出電壓輸出電壓uo的穩(wěn)定。的穩(wěn)定。直流穩(wěn)壓電源的組成和功能直流穩(wěn)壓電源的組成和功能整流電路的任務(wù)：整流電路的任務(wù)：把交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髅}動的把交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髅}動的電壓。電壓。一、單相整流電路一、單相整流電路常見的小功率整流電路，有單相半波、全波、常見的小功率整流電路，有單相半波、全波、橋式和倍壓整流等。橋式和倍壓整流等。為分析簡單起見，把二極管當(dāng)作理想元件處理，即為分析簡單起見，把二極管當(dāng)作理想元件處理，即二極管的正向?qū)娮铻榱?，反向電阻為無窮大。二極管的正向?qū)娮铻榱?，反向電阻為無窮大。1、單相半波整流電路的工作原理、單相半波整流電路的工作原理u2 0 時，二極

3、管時，二極管導(dǎo)通。導(dǎo)通。iLu1u2aTbDRLuo忽略二極管正忽略二極管正向壓降：向壓降： uo=u2u1u2aTbDRLuoiL=0u20 時時D1,D3導(dǎo)通導(dǎo)通D2,D4截止截止電流通路電流通路:A D1RLD3Bu20 時時D2,D4導(dǎo)通導(dǎo)通D1,D3截止截止電流通路電流通路:B D2RLD4A輸出是脈動的直流電壓！輸出是脈動的直流電壓！u2tt橋式整流電路輸出波形及二極管上電壓波形橋式整流電路輸出波形及二極管上電壓波形uD4,uD2uD3,uD1tuou2D4D2D1D3RLuoAB幾種常見的硅整流橋外形：幾種常見的硅整流橋外形：+ A C -+-+ - 4 、整流電路的主要參數(shù)、整

4、流電路的主要參數(shù) 1. 整流輸出電壓平均值（整流輸出電壓平均值（Uo）全波整流時，負(fù)載電壓全波整流時，負(fù)載電壓 Uo的平均值為的平均值為:ooU.tduU2029021負(fù)載上的負(fù)載上的(平均平均)電流電流:LLRU.I290（1）整流輸出電壓的平均值與脈動系數(shù)）整流輸出電壓的平均值與脈動系數(shù)整流輸出電壓的平均值整流輸出電壓的平均值Uo和輸出電壓的脈動系數(shù)和輸出電壓的脈動系數(shù)S是是衡量整流電路性能的兩個主要指標(biāo)衡量整流電路性能的兩個主要指標(biāo)。S定義：定義：整流輸出電壓的基波峰值整流輸出電壓的基波峰值Uo1m與平均值與平均值Uo之比。之比。2. 脈動系數(shù)脈動系數(shù)6703222324221.UUUU

5、Somo用傅氏級數(shù)對全波整流的輸出用傅氏級數(shù)對全波整流的輸出 uo 分解后可得分解后可得:)6cos3544cos1542cos342(22tttUuo平均電流平均電流(ID)與反向峰值電壓與反向峰值電壓(URM)是選擇整流管是選擇整流管的主要依據(jù)。的主要依據(jù)。LoDRU.II24502122UURM例如：例如： 在橋式整流電路中，每個二極管只有半周在橋式整流電路中，每個二極管只有半周導(dǎo)通。因此，流過每只整流二極管的平均電導(dǎo)通。因此，流過每只整流二極管的平均電流流 ID是負(fù)載平均電流的一半。是負(fù)載平均電流的一半。二極管截止時兩端承受的最大反向電壓：二極管截止時兩端承受的最大反向電壓：（2）平均

6、電流與反向峰值電壓）平均電流與反向峰值電壓5、倍壓整流電路的工作原理倍壓整流電路的工作原理（一）二倍壓整流電路（一）二倍壓整流電路u2的正半周時：的正半周時：D1導(dǎo)通，導(dǎo)通，D2截止，理截止，理想情況下，電容想情況下，電容C1的電壓充到：的電壓充到：22Uu2的負(fù)半周時：的負(fù)半周時：D2導(dǎo)通，導(dǎo)通，D1截止，理截止，理想情況下，電容想情況下，電容C2的電壓充到：的電壓充到：22U負(fù)載上的電壓：負(fù)載上的電壓：222Uuo+u1u2+D1C2C1D2uoRL+22U（二）多倍壓整流電路（二）多倍壓整流電路+222Uu2的第一個正半周：的第一個正半周：u2、C1、D1構(gòu)成回路，構(gòu)成回路，C1充充電到

7、：電到：22Uu2的第一個負(fù)半周：的第一個負(fù)半周：u2、C2、D2 、C1構(gòu)成回路，構(gòu)成回路，C2充電到：充電到：222UC1u1u2D1D2D3D4D5D6C3C5C2C4C6+22U+222U+222U+222U+222U+222UC1u1u2D1D2D3D4D5D6C3C5C2C4C6u2的第二個正半周：的第二個正半周：u2、C1、C3 、D3 、C2構(gòu)成回構(gòu)成回路，路， C1補(bǔ)充電荷，補(bǔ)充電荷，C3充電到：充電到：222Uu2的第二個負(fù)半周：的第二個負(fù)半周： u2、C2、C4、D4、C3 、C1構(gòu)構(gòu)成回路，成回路， C2補(bǔ)充電荷，補(bǔ)充電荷， C4充電到：充電到：222U把電容接在相應(yīng)電

8、容組的兩端，即可獲把電容接在相應(yīng)電容組的兩端，即可獲得所需的多倍壓直流輸出。得所需的多倍壓直流輸出。二、濾波電路二、濾波電路濾波電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)濾波電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn): 電容與負(fù)載電容與負(fù)載 RL 并聯(lián)，或并聯(lián)，或電感與負(fù)載電感與負(fù)載RL串聯(lián)。串聯(lián)。交流交流電壓電壓脈動脈動直流電壓直流電壓整流整流濾波濾波直流直流電壓電壓原理：原理：利用儲能元件利用儲能元件電容電容兩端的電壓兩端的電壓(或通過或通過電電感感中的電流中的電流)不能突變的特性不能突變的特性, 濾掉整流電濾掉整流電路輸出電壓中的交流成份，保留其直流成路輸出電壓中的交流成份，保留其直流成份，達(dá)到平滑輸出電壓波形的目的。份，達(dá)到平滑輸出電壓波形

9、的目的。（一）電容濾波電路（一）電容濾波電路（1）未加濾波電容的情形V1311.13V 50Hz 0DegD1DIODE_VIRTUALR11kohmC147uF（1）加入濾波電容的情形單向橋式整流電容濾波電路如圖所示。單向橋式整流電容濾波電路如圖所示。（一）全波整流電容濾波（一）全波整流電容濾波橋式整流電容濾波電路橋式整流電容濾波電路au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+1. RL未接入時未接入時(忽略整流電路內(nèi)阻忽略整流電路內(nèi)阻)u2tuot設(shè)設(shè)t1時刻接時刻接通電源通電源t1整流電路為整流電路為電容充電電容充電充電結(jié)束充電結(jié)束沒有電容沒有電容時的輸出時的輸出波形波形au1u2u1

10、bD4D2D1D3RLuoSC+2. RL接入（且接入（且RLC較大）時較大）時 (忽略整流電路內(nèi)阻忽略整流電路內(nèi)阻)u2tuot電容通過電容通過RL放電，放電，在整流電路電壓小在整流電路電壓小于電容電壓時，二于電容電壓時，二極管截止，整流電極管截止，整流電路不為電容充電，路不為電容充電，uo會逐漸下降。會逐漸下降。au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+u2tuot只有整流電路輸出只有整流電路輸出電壓大于電壓大于uo時，才時，才有充電電流有充電電流iD 。因。因此整流電路的輸出此整流電路的輸出電流是脈沖波。電流是脈沖波。整流電路的整流電路的輸出電流輸出電流iDau1u2u1bD4D2D

11、1D3RLuoSC+iD可見，采用電容濾可見，采用電容濾波時，整流管的導(dǎo)波時，整流管的導(dǎo)通角較小。通角較小。u2tuot電容充電時，電容電容充電時，電容電壓滯后于電壓滯后于u2。整流電路的整流電路的輸出電流輸出電流RLC越小，輸出電越小，輸出電壓越低。壓越低。3. RL接入（且接入（且RLC較大）時較大）時 (考慮整流電路內(nèi)阻考慮整流電路內(nèi)阻)au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+一般取一般取2)53(TCRLd(T:電源電壓的周期電源電壓的周期)近似估算近似估算:Uo=1.2U2。(2) 流過二極管瞬時電流很大。流過二極管瞬時電流很大。RLC 越大越大 Uo越高越高 負(fù)載電流的平均值

12、越大負(fù)載電流的平均值越大 ; 整流管導(dǎo)電時間越短整流管導(dǎo)電時間越短 iD的峰值電流越大的峰值電流越大故一般選管時，取故一般選管時，取LoLDFRUII21)32(2)32(（二）電容濾波電路的特點(diǎn)（二）電容濾波電路的特點(diǎn)(1) 輸出電壓輸出電壓 Uo與放電時間常數(shù)與放電時間常數(shù) RLC 有關(guān)。有關(guān)。RLC 愈大愈大 電容器放電愈慢電容器放電愈慢 Uo(平均值平均值)愈大愈大輸出波形隨負(fù)載電阻輸出波形隨負(fù)載電阻 RL 或或 C 的變化而改變的變化而改變, Uo 和和S 也隨之改變。也隨之改變。如如: RL 愈小愈小( IL 越大越大), Uo下降多下降多, S 增大。增大。結(jié)論：結(jié)論：電容濾波電

13、路適用于輸出電壓較高，負(fù)載電流電容濾波電路適用于輸出電壓較高，負(fù)載電流較小且負(fù)載變動不大的場合。較小且負(fù)載變動不大的場合。(3) 輸出特性輸出特性(外特性外特性)uo電容電容濾波濾波純電阻負(fù)載純電阻負(fù)載1.4U20.9U20IL（二）電感濾波（二）電感濾波電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu): 在橋式整流電路與負(fù)載間串入一電感在橋式整流電路與負(fù)載間串入一電感L就構(gòu)成了電感濾波電路。就構(gòu)成了電感濾波電路。電感濾波電路電感濾波電路u2u1RLLuo1、濾波原理、濾波原理對直流分量對直流分量: XL=0 相當(dāng)于短路相當(dāng)于短路,電壓大部分降在電壓大部分降在RL上。上。對諧波分量對諧波分量: f 越高，越高，XL 越大越大

14、,電壓大部分降在電壓大部分降在XL上。上。 因此，因此，在輸出端得到比較平滑的直流電壓。在輸出端得到比較平滑的直流電壓。Uo=0.9U2當(dāng)忽略電感線圈的直流電阻時，輸出平均電壓當(dāng)忽略電感線圈的直流電阻時，輸出平均電壓約為：約為：u2u1RLLuo（三）（三）其他形式的濾波電路其他形式的濾波電路改善濾波特性的方法：改善濾波特性的方法：采取多級濾波。如：采取多級濾波。如：L-C 型濾波電路：型濾波電路：在電感濾波后面再接一電容。在電感濾波后面再接一電容。RC 型濾波電路：型濾波電路：在電容濾波后再接一級在電容濾波后再接一級RC濾濾波電路。波電路。 性能及應(yīng)用場合分別與電容濾波和電感濾波相似。性能及應(yīng)用場合分別與電容濾波和電感濾波相似。LC 型濾波電路：型濾波電路：在電容濾波后面再接在電容濾波后面再接L-C 型型濾波電路。濾波電路。u