整流濾波全橋電路

整流濾波全橋電路第1頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期六直流穩(wěn)壓電源的電路圖第2頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期六電源變壓器:將交流電網(wǎng)電壓u1變?yōu)楹线m的交流電壓u2。整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路u1u2u3u4uo整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路整流電路:將交流電壓u2變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓u3。濾波電路:將脈動(dòng)直流電壓u3轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷麟妷簎4。穩(wěn)壓電路:清除電網(wǎng)波動(dòng)及負(fù)載變化的影響,保持輸出電壓uo的穩(wěn)定。直流穩(wěn)壓電源的組成和功能第3頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期六整流電路的任務(wù)：把交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髅}動(dòng)的電壓。一、單相整流電路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。為分析簡(jiǎn)單起見，把二極管當(dāng)作理想元件處理，即二極管的正向?qū)娮铻榱悖聪螂娮铻闊o窮大。第4頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1、單相半波整流電路的工作原理u2>0時(shí)，二極管導(dǎo)通。iLu1u2aTbDRLuo忽略二極管正向壓降：

uo=u2u1u2aTbDRLuoiL=0u2<0時(shí)，二極管截止,輸出電流為0。uo=0第5頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期六uo(4)輸出電壓平均值（Uo）：(1)輸出電壓波形：u1u2aTbDRLuoiL(3)二極管上承受的最高電壓：(2)二極管上的平均電流：ID=IL第6頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2、單相全波整流電路的工作原理u1u2aTbD1RLuoD2u2iL(4)uo平均值Uo：Uo=0.9U2(1)輸出電壓波形：(2)二極管上承受的最高電壓：uo(3)二極管上的平均電流：第7頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3、單相橋式整流電路的工作原理橋式整流電路+-u2正半周時(shí)電流通路u1u2TD4D2D1D3RLuo第8頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期六橋式整流電路-+u0u1u2TD4D2D1D3RLu2負(fù)半周時(shí)電流通路第9頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期六u2>0時(shí)D1,D3導(dǎo)通D2,D4截止電流通路:A

D1RLD3Bu2<0時(shí)D2,D4導(dǎo)通D1,D3截止電流通路:BD2RLD4A輸出是脈動(dòng)的直流電壓！u2橋式整流電路輸出波形及二極管上電壓波形uD4,uD2uD3,uD1uou2D4D2D1D3RLuoAB第10頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期六幾種常見的硅整流橋外形：+AC-~+~-~+-~第11頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期六4、整流電路的主要參數(shù)1.整流輸出電壓平均值（Uo）全波整流時(shí)，負(fù)載電壓Uo的平均值為:負(fù)載上的(平均)電流:（1）整流輸出電壓的平均值與脈動(dòng)系數(shù)整流輸出電壓的平均值Uo和輸出電壓的脈動(dòng)系數(shù)S是衡量整流電路性能的兩個(gè)主要指標(biāo)。第12頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

S定義：整流輸出電壓的基波峰值Uo1m與平均值Uo之比。2.脈動(dòng)系數(shù)Ｓ用傅氏級(jí)數(shù)對(duì)全波整流的輸出uo

分解后可得:第13頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期六平均電流(ID)與反向峰值電壓(URM)是選擇整流管的主要依據(jù)。例如：在橋式整流電路中，每個(gè)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流ID

是負(fù)載平均電流的一半。二極管截止時(shí)兩端承受的最大反向電壓：（2）平均電流與反向峰值電壓第14頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期六5、倍壓整流電路的工作原理（一）二倍壓整流電路u2的正半周時(shí)：D1導(dǎo)通，D2截止，理想情況下，電容C1的電壓充到：u2的負(fù)半周時(shí)：D2導(dǎo)通，D1截止，理想情況下，電容C2的電壓充到：負(fù)載上的電壓：+–u1u2+–D1C2C1D2uoRL第15頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期六+–（二）多倍壓整流電路+–u2的第一個(gè)正半周：u2、C1、D1構(gòu)成回路，C1充電到：u2的第一個(gè)負(fù)半周：u2、C2、D2、C1構(gòu)成回路，C2充電到：C1u1u2D1D2D3D4D5D6C3C5C2C4C6第16頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期六+–+–+–+–+–+–C1u1u2D1D2D3D4D5D6C3C5C2C4C6u2的第二個(gè)正半周：u2、C1、C3、D3、C2構(gòu)成回路，C1補(bǔ)充電荷，C3充電到：u2的第二個(gè)負(fù)半周：u2、C2、C4、D4、C3、C1構(gòu)成回路，C2補(bǔ)充電荷，C4充電到：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。第17頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期六二、濾波電路濾波電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):電容與負(fù)載RL并聯(lián)，或電感與負(fù)載RL串聯(lián)。交流電壓脈動(dòng)直流電壓整流濾波直流電壓原理：利用儲(chǔ)能元件電容兩端的電壓(或通過電感中的電流)不能突變的特性,濾掉整流電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。第18頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期六（一）電容濾波電路（1）未加濾波電容的情形第19頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期六（1）加入濾波電容的情形第20頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期六單向橋式整流電容濾波電路如圖所示。（一）全波整流電容濾波橋式整流電容濾波電路au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+–第21頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1.RL未接入時(shí)(忽略整流電路內(nèi)阻)u2tuot設(shè)t1時(shí)刻接通電源t1整流電路為電容充電充電結(jié)束沒有電容時(shí)的輸出波形au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+–第22頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2.RL接入（且RLC較大）時(shí)(忽略整流電路內(nèi)阻)u2tuot電容通過RL放電，在整流電路電壓小于電容電壓時(shí)，二極管截止，整流電路不為電容充電，uo會(huì)逐漸下降。au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+–第23頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期六u2tuot只有整流電路輸出電壓大于uo時(shí)，才有充電電流iD。因此整流電路的輸出電流是脈沖波。整流電路的輸出電流iDau1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+–iD可見，采用電容濾波時(shí)，整流管的導(dǎo)通角較小。第24頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期六u2tuot電容充電時(shí)，電容電壓滯后于u2。整流電路的輸出電流RLC越小，輸出電壓越低。3.RL接入（且RLC較大）時(shí)(考慮整流電路內(nèi)阻)au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+–第25頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期六一般取(T:電源電壓的周期)近似估算:Uo=1.2U2。(2)流過二極管瞬時(shí)電流很大。RLC越大Uo越高

負(fù)載電流的平均值越大;

整流管導(dǎo)電時(shí)間越短iD的峰值電流越大故一般選管時(shí)，?。ǘ╇娙轂V波電路的特點(diǎn)(1)輸出電壓Uo與放電時(shí)間常數(shù)RLC有關(guān)。RLC愈大電容器放電愈慢Uo(平均值)愈大第26頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期六輸出波形隨負(fù)載電阻RL或C的變化而改變,Uo

和S也隨之改變。如:RL愈小(IL

越大),Uo下降多,S增大。結(jié)論：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(dòng)不大的場(chǎng)合。(3)輸出特性(外特性)uo電容濾波純電阻負(fù)載1.4U20.9U20IL第27頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期六（二）電感濾波電路結(jié)構(gòu):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。電感濾波電路u2u1RLLuo第28頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1、濾波原理對(duì)直流分量:

XL=0相當(dāng)于短路,電壓大部分降在RL上。對(duì)諧波分量:

f越高，XL越大,電壓大部分降在XL上。

因此，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(shí)，輸出平均電壓約為：u2u1RLLuo第29頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期六（三）其他形式的濾波電路改善濾波特性的方法：采取多級(jí)濾波。如：L-C型濾波電路：在電感濾波后面再接一電容。RC–型濾波電路：在電容濾波后再接一級(jí)RC濾波電路。性能及應(yīng)用場(chǎng)合分別與電容濾波和電感濾波相似。LC–

型濾波電路：在電容濾波后面再接L-C型濾波電路。第30頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期六uoRu2u1C1C2uo1′RL1、RC–型濾波電路第31頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，