整流电路分析

I

O

2 稳压管限幅
RF
ui
R：限流电阻。 一般取100 。
t uo
UZ
ui
R1
– +

A +
R
uo
DZ
DZ双向 稳压管
t
-UZ
§2.5.5 对数和反对数运算电路
1、对数运算电路
iR iD
vO vD
iD I S e vD /VT
iD vI vO VT ln VT ln IS RI S
t
uo (2)二极管上承受的 最高电压：
b (3) 输出电压平均值（Uo）：
U RM 2U2
(4)流过负载和二极 管的平均电流为
1 π 2 U U 2U sin td(t ) U 0.45U o L 2π 2 2 2 π 0
ID Uo 0.45 U2 IL RL RL
1 普通二极管限幅
R + D + + R rD Vth VREF (b)
+
(1) vI (Vth VREF ), v0 vi
R + +
I
O
VREF
+

I
VREF (a)
O

I

O

(2) vI (Vth VREF ) vo (Vth VREF )
R rD Vth VREF +
§2.5.2 整流电路
整流电路的任务：把交流电压转变为直流脉动的 电压。 常见的小功率整流电路，有单相半波、全波、 桥式和倍压整流等。 为分析简单起见，把二极管当作理想元件处理，即 二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。
一、半波整流电路
T u1 a u2 D iL RL
(1) 输出电压波形： uo
uo
u2>0 时 D1,D3导通 D2,D4截止 电流通路: A D1 RLD3B
u2<0 时
D2,D4导通 D1,D3截止 电流通路: B D2 RLD4A
D2
输出是脉动的直流电压！
2 参数计算
2 π 1 2 2 U U 2U sin td(t ) U 0.9U o L 2π 2 2 2 π 0 0.9U 2 b. 负载上的(平均)电流: I L RL
这是一篇关于整流电路分析的演示文稿讲述了二极管应用电路
§2.5 二极管应用电路
§2.5.1 直流稳压电源的组成和功能
u1
u2
整 流 u3 电 路
滤 波 u4 电 路
稳 压 电 路
uo
电源变压器: 将交流电网电压u1变为合适的交流 电压u2。 整流电路: 将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。 滤波电路: 将脉动直流电压u3转变为平滑的直流 电压u4。 稳压电路: 清除电网波动及负载变化的影响,保持 输出电压uo的稳定。
u2的第一个正半周：u2、C1、D1构成回路，C1 充电到： 2U 2 u2的第一个负半周：u2、C2、D2 、C1构成回路， C2充电到： 2 2U 2
2U 2 2 2U 2 2 2U 2 C5 C3 C1– – + – + +
u1
u2
D1
D2
D3
D4
D5
D6
+C2– +C4– +C6– 2 2U 2 2 2U 2 2 2U 2 u2的第二个正半周：u2、C1、C3 、D3 、C2构成回 路， C1补充电荷，C3充电到： 2 2U
2
u2的第二个负半周： u2、C2、C4、D4、C3 、C1构 成回路， C2补充电荷， C4充电到：2 2U 2 从不同端点可引出所需的多倍压直流输出。
§2.5.3 滤波电路
交流 电压
整流
脉动 直流电压
滤波
直流 电压
滤波电路的结构特点: 电容与负载 RL 并联，或 电感与负载RL串联。
原理：利用储能元件电容两端的电压(或通过电 感中的电流)不能突变的特性, 滤掉整流电 路输出电压中的交流成份，保留其直流成 份，达到平滑输出电压波形的目的。
电容滤波电路
a
u1 u1
u2
D4
D3 D1 C D2 + –
S uo RL
b
桥式整流电容滤波电路
1. RL未接入时
设t1时刻接 通电源 整流电路为 电容充电
u2
t1 uo 充电结束
没有电容 t 时的输出 波形
2U2
a
u1
充电时间常数 c RintC t
D4
D3 D1 C D2 +RL接入（且RLC较大）u
放电时间常数 d RLC
2
t
uo iD D1 S + –
滤波输出
充电时间常数 d ( RL // Rint )C RintC
a u1 u1 u2 D4
t
整流电路的 输出电流iD
D3 b
C
D2
uo
RL
电容滤波电路的特点
(1) 输出电压 Uo与放电时间常数 RLC 有关。 RLC 愈大 电容器放电愈慢 Uo(平均值)愈大 T 一般取τ d RL C (3 5) (T:电源电压的周期) 2 近似估算:Uo=（1.1-1.2）U2。 (2) 流过二极管瞬时电流很大。 RLC 越大 Uo越高 负载电流的平均值越大 ; 整流管导电时间越短 iD的峰值电流越大
+ – RL
+ –
uo
u2的正半周时：D1 导通，D2截止，理 想情况下，电容C1 的电压充到： 2U 2 u2的负半周时：D2 导通，D1截止，理 想情况下，电容C2 的电压充到： 2U 2
2 多倍压整流电路
2U 2 + –
C1 C3 D2 C5 D4 C4 D5 D6 C6
u1
u2
D1
D3
+C2– 2 2U 2
2 反对数－指数运算电路
v O iR R iD R RI Se
vI / VT 1
vI RI S ln VT
指数运算电路相当反对数运算电路。
二、单相桥式整流电路
1 工作原理
T
+
u2 D4 D1 D3 D2
u2正半周时 电流通路
u1
+ R
L
uo
-
-
T
u1 u2
u2负半周时 电流通路
D4 D1
D3
RL
+
u0
D2
+
-
桥式整流电路输
u2
出波形及二极管
上电压波形
A D4 u2 B D3 D1 uo
uD4,uD2
uD3,uD1
t
t
t
RL
1.4U2 0.9U2
uo
(3) 输出特性(外特性)
电容滤波
纯电阻负载
0 IL
输出波形随负载电阻 RL 或 C 的变化而改变, Uo 和 S 也随之改变。 如: RL 愈小( IL 越大), Uo下降多, S 增大。
结论：电容滤波电路适用于输出电压较高，负载电流
较小且负载变动不大的场合。
§2.5.4 限幅电路
c. 流过二极管的 (平均)电流: d. 二极管承受的 最大反向电压 a. 整流输出电压平均值（Uo）
1 U2 I D I o 0.45 2 RL
U RM 2U 2
几种常见的硅整流桥外形：
~ + ~ ~ + ~ + A C -
三、倍压整流电路
1 二倍压整流电路
D1
u1 u2 C1 C2 D2 负载上的电压： uo 2 2U 2