整流滤波电路-大甲高工
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國立大甲高工 電機科 橋式全波整流及濾波
• 電源電路
整流與濾波電路
橋式全波整流與濾波
2019年6月3日
甲工飛鴿
1
橋式全波整流電路(一) 橋式全波整流及濾波
2019年6月3日
甲工飛鴿
2
橋式全波整流電路(二) 橋式全波整流及濾波
2019年6月3日
甲工飛鴿
3
正半週
• D2，D3導通
橋式全波整流及濾波
•漣波有效值 Vr= △V/2√3
•直流(平均值) Vdc= (Emax+Emin)/2 = Emin+ (△V/2)
14
例題：
橋式全波整流及濾波
• Emax＝100v，-Emin ＝70v，求漣波因數
2019年6月3日
甲工飛鴿
15
解：
2019年6月3日
橋式全波整流及濾波
• 漣波因數的峰對峰值：
橋式全波整流輸出波形 橋式全波整流及濾波
• 紅色為正半週輸出波形 • 藍色為負半週輸出波形
2019年6月3日
甲工飛鴿
8
橋式全波整流濾波電路 橋式全波整流及濾波
2019年6月3日
甲工飛鴿
9
橋式全波整流及濾波
橋式全波整流濾波電路
電容小，漣波大
電容大，漣波小
2019年6月3日
甲工飛鴿
10
橋式全波整流及濾波
• △V=Emax-Emin
•
=100-70=30
• 漣波的有效值：
• Vr= △V/2√3
• =30/2√3=8.67
• 直流電壓(平均值)
• Vdc= (Emax+Emin)/2
•
=(100+70)/2=85
• 漣波因數：
• Kr=Vr/Vdc
• =8.67/85=0.102
甲工飛鴿
16
橋式全波整流及濾波
• 電容值：
• 1.c=10u 2.c=50u
甲工飛鴿
23
橋式全波整流濾波-結果 橋式全波整流
1.Emax=15.5 5
3.漣波電壓峰對峰值
△V=EmaxEmin=15.55-
8.42=7.13
2019年6月3日
2.Emin=8.42
甲工飛鴿
24
橋式全波整流濾波-結果 橋式全波整流
1.漣波的有效值： Vr= △V/2√3
Tina模擬-橋式整流濾波實作
Ratio=0.109
Vs
Vi
2019年6月3日
• 一次側輸入電壓：
GR1 1N4001
• Vs=156sin314t
Vo • 變壓器匝數比：
SW1
• N=N2/N1=V2/V1
• =12/110=0.109
R1 1.0k • 二次側輸入電壓
C 10.0u
• VI=17sin314t
甲工飛鴿
12
漣波是什麼?
橋式全波整流及濾波
• 直流電源供應器(整流電路)輸出電壓的脈動成 份稱為漣波
2019年6月3日
甲工飛鴿
13
漣波因數的定義
2019年6月3日
甲工飛鴿
橋式全波整流及濾波
• 漣波電壓峰對峰值 △V=Emax-Emin
•漣波因數 Kr=Vr/Vdc = 漣波有效值 /直流(平均值)
甲工飛鴿
17
畫變壓器:
1.點選 基礎零
件
3.選理想 變壓器
2.點選 變壓器
4.匝數比= 0.109
2019年6月3日
甲工飛鴿
18
畫輸入電源:
1.點選 電源/ 信號源
2.點選 電壓產 生器
3.信號 選正弦
波
2019年6月3日
甲工飛鴿
19
Tina模擬-動作分析
中心抽頭全波整流
• 分析/暫態分析/開始:0，結束:50m
消除漣波-π型兩段濾波(RC)
• 經由兩次RC電路濾波，輸出將更接近直流 • 但R產生的壓降，將使輸出電壓稍為降低
2019年6月3日
甲工飛鴿
11
橋式全波整流及濾波
消除漣波-π型兩段濾波(LC)
• XL=2πfL 直流感抗為0，易通過供負戴使用 • 漣波有頻率存在，受電感抗阻止，使輸出為穩定直流
2019年6月3日
on
off
off
on
• D1，D4截止
2019年6月3日
甲工飛鴿
4
正半週輸出波形
橋式全波整流及濾波
2019年6月3日
甲工飛鴿
5
負半週
• D4，D1導通
橋式全波整流及濾波
off
on
on
off
• D2，D3截止
2019年6月3日
甲工飛鴿
6
負半週輸出波形
橋式全波整流及濾波
2019年6月3日
甲工飛鴿
7
輸入 電源 Vs ： 最大值 Vm=
c=10u
c=50u
漣波 電壓的 峰對峰 值： △V =
漣波 電壓的 峰對峰 值： △V =
漣波 的有效 值： V r =
漣波 的有效 值： V r =
漣波 的直流 電壓(平均 值)： Vdc =
漣波 的直流 電壓(平均 值)： Vdc =
漣波 因數： Kr =
漣波 因數： Kr =
=7.13/2√3=2.05
3.漣波因數： Kr=Vr/Vdc 2.05/11.99=0.17
2.直流電壓(平均值) Vdc= (Emax+Emin)/2 =(15.55+8.42)/2=11.99
2019年6月3日
甲工飛鴿
25
橋式全波整流-結果記錄
橋式全波整流
輸入 電源 Vs ： 最大值 Vm=
2019年6月3日
甲工飛鴿
20
橋式全波整流-結果
橋式全波整流
2019年6月3日
甲工飛鴿
21
橋式全波整流-結果記錄 橋式全波整流
輸入 電壓V i： 最大值Vm= 有效值V= 平均值Vdc= 週期T=
輸出 電壓V o： 最大值Vm= 有效值V= 平均值Vdc=
2019年6月3日
甲工飛鴿
22
橋式全波整流及濾波
Tina電腦模擬-橋式整流實作
Ratio=0.109
Vs
Vi
GR1 1N4001 SW1
C 200.0u
• 一次側輸入電壓：
• Vs=156sin314t
Vo • 變壓器匝數比：
• N=N2/N1=V2/V1
R1 1.0k
• =12/110=0.109
• 二次側輸入電壓
• VI=17sin314t
2019年6月3日
甲工飛鴿
28
• 結論：漣波因數與電容值的大小關係如何?
9年6月3日
甲工飛鴿
26
不同電容值的濾波效果
• 分析/模式/參數步階/起始:10u，終止:1000u，狀態數:3，描繒種類:對數 • 分析/控制物件/指向電容 • 分析/暫態分析/起始:0，終止:50m
2019年6月3日
甲工飛鴿
27
謝謝觀賞
2019年6月3日
• 電源電路
整流與濾波電路
橋式全波整流與濾波
2019年6月3日
甲工飛鴿
1
橋式全波整流電路(一) 橋式全波整流及濾波
2019年6月3日
甲工飛鴿
2
橋式全波整流電路(二) 橋式全波整流及濾波
2019年6月3日
甲工飛鴿
3
正半週
• D2，D3導通
橋式全波整流及濾波
•漣波有效值 Vr= △V/2√3
•直流(平均值) Vdc= (Emax+Emin)/2 = Emin+ (△V/2)
14
例題：
橋式全波整流及濾波
• Emax＝100v，-Emin ＝70v，求漣波因數
2019年6月3日
甲工飛鴿
15
解：
2019年6月3日
橋式全波整流及濾波
• 漣波因數的峰對峰值：
橋式全波整流輸出波形 橋式全波整流及濾波
• 紅色為正半週輸出波形 • 藍色為負半週輸出波形
2019年6月3日
甲工飛鴿
8
橋式全波整流濾波電路 橋式全波整流及濾波
2019年6月3日
甲工飛鴿
9
橋式全波整流及濾波
橋式全波整流濾波電路
電容小，漣波大
電容大，漣波小
2019年6月3日
甲工飛鴿
10
橋式全波整流及濾波
• △V=Emax-Emin
•
=100-70=30
• 漣波的有效值：
• Vr= △V/2√3
• =30/2√3=8.67
• 直流電壓(平均值)
• Vdc= (Emax+Emin)/2
•
=(100+70)/2=85
• 漣波因數：
• Kr=Vr/Vdc
• =8.67/85=0.102
甲工飛鴿
16
橋式全波整流及濾波
• 電容值：
• 1.c=10u 2.c=50u
甲工飛鴿
23
橋式全波整流濾波-結果 橋式全波整流
1.Emax=15.5 5
3.漣波電壓峰對峰值
△V=EmaxEmin=15.55-
8.42=7.13
2019年6月3日
2.Emin=8.42
甲工飛鴿
24
橋式全波整流濾波-結果 橋式全波整流
1.漣波的有效值： Vr= △V/2√3
Tina模擬-橋式整流濾波實作
Ratio=0.109
Vs
Vi
2019年6月3日
• 一次側輸入電壓：
GR1 1N4001
• Vs=156sin314t
Vo • 變壓器匝數比：
SW1
• N=N2/N1=V2/V1
• =12/110=0.109
R1 1.0k • 二次側輸入電壓
C 10.0u
• VI=17sin314t
甲工飛鴿
12
漣波是什麼?
橋式全波整流及濾波
• 直流電源供應器(整流電路)輸出電壓的脈動成 份稱為漣波
2019年6月3日
甲工飛鴿
13
漣波因數的定義
2019年6月3日
甲工飛鴿
橋式全波整流及濾波
• 漣波電壓峰對峰值 △V=Emax-Emin
•漣波因數 Kr=Vr/Vdc = 漣波有效值 /直流(平均值)
甲工飛鴿
17
畫變壓器:
1.點選 基礎零
件
3.選理想 變壓器
2.點選 變壓器
4.匝數比= 0.109
2019年6月3日
甲工飛鴿
18
畫輸入電源:
1.點選 電源/ 信號源
2.點選 電壓產 生器
3.信號 選正弦
波
2019年6月3日
甲工飛鴿
19
Tina模擬-動作分析
中心抽頭全波整流
• 分析/暫態分析/開始:0，結束:50m
消除漣波-π型兩段濾波(RC)
• 經由兩次RC電路濾波，輸出將更接近直流 • 但R產生的壓降，將使輸出電壓稍為降低
2019年6月3日
甲工飛鴿
11
橋式全波整流及濾波
消除漣波-π型兩段濾波(LC)
• XL=2πfL 直流感抗為0，易通過供負戴使用 • 漣波有頻率存在，受電感抗阻止，使輸出為穩定直流
2019年6月3日
on
off
off
on
• D1，D4截止
2019年6月3日
甲工飛鴿
4
正半週輸出波形
橋式全波整流及濾波
2019年6月3日
甲工飛鴿
5
負半週
• D4，D1導通
橋式全波整流及濾波
off
on
on
off
• D2，D3截止
2019年6月3日
甲工飛鴿
6
負半週輸出波形
橋式全波整流及濾波
2019年6月3日
甲工飛鴿
7
輸入 電源 Vs ： 最大值 Vm=
c=10u
c=50u
漣波 電壓的 峰對峰 值： △V =
漣波 電壓的 峰對峰 值： △V =
漣波 的有效 值： V r =
漣波 的有效 值： V r =
漣波 的直流 電壓(平均 值)： Vdc =
漣波 的直流 電壓(平均 值)： Vdc =
漣波 因數： Kr =
漣波 因數： Kr =
=7.13/2√3=2.05
3.漣波因數： Kr=Vr/Vdc 2.05/11.99=0.17
2.直流電壓(平均值) Vdc= (Emax+Emin)/2 =(15.55+8.42)/2=11.99
2019年6月3日
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25
橋式全波整流-結果記錄
橋式全波整流
輸入 電源 Vs ： 最大值 Vm=
2019年6月3日
甲工飛鴿
20
橋式全波整流-結果
橋式全波整流
2019年6月3日
甲工飛鴿
21
橋式全波整流-結果記錄 橋式全波整流
輸入 電壓V i： 最大值Vm= 有效值V= 平均值Vdc= 週期T=
輸出 電壓V o： 最大值Vm= 有效值V= 平均值Vdc=
2019年6月3日
甲工飛鴿
22
橋式全波整流及濾波
Tina電腦模擬-橋式整流實作
Ratio=0.109
Vs
Vi
GR1 1N4001 SW1
C 200.0u
• 一次側輸入電壓：
• Vs=156sin314t
Vo • 變壓器匝數比：
• N=N2/N1=V2/V1
R1 1.0k
• =12/110=0.109
• 二次側輸入電壓
• VI=17sin314t
2019年6月3日
甲工飛鴿
28
• 結論：漣波因數與電容值的大小關係如何?
9年6月3日
甲工飛鴿
26
不同電容值的濾波效果
• 分析/模式/參數步階/起始:10u，終止:1000u，狀態數:3，描繒種類:對數 • 分析/控制物件/指向電容 • 分析/暫態分析/起始:0，終止:50m
2019年6月3日
甲工飛鴿
27
謝謝觀賞
2019年6月3日