二極管整流及濾波電路

二極管整流及濾波電路的作用是將脈動(dòng)的直流電壓轉(zhuǎn)化為平滑的直流電壓。常用的電路有半波整流電路半波整流濾波電路橋式整流電路、橋式整流濾波電路。一、半波整流電路1、電路組成T、VT、RL構(gòu)成。電路圖如以下圖所示(b)電路原理圖

(a)實(shí)

物 接 線 圖2、半波整流電路的工作過(guò)程①當(dāng)u2

為正半周時(shí)，abVD而導(dǎo)通，電流iL

由a端 VD RL

bRLRUL L此期間負(fù)載上電壓u=uL 2②ubaVD2置而截止，假設(shè)不計(jì)二極管的反向漏電路，此期間無(wú)電流通過(guò)R負(fù)載L，上的電壓u0。L半波整流波形UL半個(gè)周期導(dǎo)通，另半個(gè)周期截止RL

上的脈動(dòng)直流電壓波形是溝通電壓的一半，故稱為單相半波整流。3、負(fù)載上直流電壓與直流電流的估算〔1〕負(fù)載上直流電壓UL負(fù)載RL

上的半波脈動(dòng)直流電壓平均值可用直流電壓表直接測(cè)得，也可按下式直接求得U 045U (式中，U〕L 2 2〔2〕負(fù)載上直流電流ILU流過(guò)負(fù)載R上的直流電流為 I L L RL

U0.45 R2L4、二極管上的最大整流電路和最高反向工作電壓二極管上的最大整流電路 I I IFM D L二極管上承受的最高反向工作電壓 U 2URM 25、整流二極管的選擇I〔平D均值〕與負(fù)載上的直流電流IL

相等，應(yīng)選用二極管時(shí)要求其最大整流電流 I I IFM D L二極管承受的最大反向工作電壓是發(fā)生在u2最高反向工作電壓 U 2URM 21.5k10mA,假設(shè)二極管。解：由于 U R I 1.5103L L L

1010

3V15V由于 U 0.45U ，變壓器二次電壓的有效值為L(zhǎng) 2LU U 15 V33VL2 0.45 0.45二極管承受的最大反向工作電壓為2U 1.4133V47V2依據(jù)求得的參數(shù)，查閱整流二極管的參數(shù)手冊(cè)，可選擇I=1000mA、UFM

=50V2CZ82BRM1N4001、1N4002。二、半波整流濾波電路1、電路組成T、VT、RLC構(gòu)成。電路圖如以下圖所示電路原理圖2、負(fù)載上直流電壓與直流電流的估算〔1〕負(fù)載上ULU U (式中，U〕L 2 2〔2〕負(fù)載上直流電流I流過(guò)負(fù)載RL

L上的直流電流為 IL

U RLL

UR2L3、二極管上的最大整流電路和最高反向工作電壓二極管上的最大整流電路 I I IFM D L二極管上承受的最高反向工作電壓 U 22URM 24、整流二極管的選擇I〔平D均值〕與負(fù)載上的直流電流IL

相等，應(yīng)選用二極管時(shí)要求其最大整流電流 I I IFM D L二極管承受的最大反向工作電壓是發(fā)生在u2

到達(dá)最大值時(shí)，即最高反向工作電壓 U 22URM 2三、單相橋式整流電路1、電路組成T、VT、負(fù)載R構(gòu)成。電路圖如以下圖所示L(a)簡(jiǎn)化畫法2、橋式整流電的工作過(guò)程

(a)

電 路 原 理 圖u2

為正半周時(shí)，abVD1、VD3VD2、VD4截止，電流IL由a端 高于b端電位，二極管VD正向偏iL

由a端 VD1 VD3 b端如圖中虛線所示。此電流經(jīng)負(fù)載RL

時(shí)，在RL

上形成了上正下負(fù)的輸出電壓。u2u2當(dāng)uabVD2、VD42VD1、VD3IL

由b端 VD2 RL

VD4 aRL

u2

正半周方向方向全都，同樣在RLu2u2負(fù)載上整流的全波波形圖3、負(fù)載上直流電壓與直流電流的估算〔1〕負(fù)載上ULU 09U (式中，U〕L 2 2〔2〕負(fù)載上直流電流I流過(guò)負(fù)載RL

L上的直流電流為 IL

U RLL

U0.9R2L4、二極管上的最大整流電路和最高反向工作電壓IFM二極管上的最大整流電路 IFM

I D 二極管上承受的最高反向工作電壓 U 2URM 25、整流二極管的選擇I〔平D均值〕與負(fù)載上的直流電流IL

相等，應(yīng)選用二極管時(shí)要求其IFM最大整流電流 IFM

I D 二極管承受的最大反向工作電壓是發(fā)生在u2最高反向工作電壓 U 2URM 260.4Ａ,假設(shè)承受單型號(hào)。解：由U 0.9U 可得變壓器二次電壓有效值為L(zhǎng) 2LU U 6 V 6.7VL2 0.9 0.9通過(guò)二極管的平均電流I 1I D 2 L

10.40.2A200mA2二極管承受的最高反向工作電壓2U 9.4V2依據(jù)求得的參數(shù)，查閱整流二極管的參數(shù)手冊(cè)，可選擇I=300mAUFM

=10V2CZ56RM1N4001。四、橋式整流濾波電路1、電路組成T、VT、負(fù)載RL整流電路的負(fù)載兩端并聯(lián)一較大容量的電解電容不能突變的特性，在電容充放電過(guò)程中使輸出電壓趨于平滑。2、工作過(guò)程

橋式整流電容濾波電路原理圖電容Ｃ接入電路，假設(shè)開頭時(shí)電容上的電壓零，接通電源后u2整流輸出的電壓在向RL

供電電容Ｃ供電。當(dāng)充電電壓到達(dá)最大值后，u2

載電阻放電負(fù)載兩端電壓緩慢下降，如此循環(huán)下去，使輸出壓的脈動(dòng)成分減小，平均值增大，從而到達(dá)濾波的目的。(a)電壓

無(wú)濾波電容時(shí)的輸出電壓 (b)有濾波電容時(shí)的輸出RC(3~5T/2u2L3、負(fù)載上直流電壓與直流電流的估算〔1〕負(fù)載上ULU 12U (式中，U〕L 2 2〔2〕負(fù)載上直流電流ILU流過(guò)負(fù)載R上的直流電流為 I L L RL

U1.2R2L4、二極管上的最大整流電路和最高反向工作電壓IFM二極管上的最大整流電路 IFM

I D 二極管上承受的最高反向工作電壓 U 2URM 25、整流二極管的選擇最大整流電流

I ILFM D 2二極管承受的最大反向工作電壓是發(fā)生在u2最高反向工作電壓 U 2URM 2例：有一個(gè)橋式整流電容濾波電路，如上圖所示，電源由220Ｖ50HZR40，輸出直流L電壓為20〔〕變壓器二次電壓U UL 20V 1