整流与滤波电路

U0 U2 = 0.9 I0 = RL RL
I DF =
1 π I 2 0
2
二极管承受的最高反向电压： 二极管承受的最高反向电压：
U DRM = 2U 2
U DRM = 2U 2
I DF = 1 I 0 2
一般取： 一般取： 0 M I
≈ 2 I DF
HOME
U DRM = 2U 2
U RM ≈ 2U DRM
9.1 整流与滤波电路
9.1.1 整流电路 9.1.2 滤波电路
HOME
现实生活当中，需要直流电源的地方很多。 现实生活当中，需要直流电源的地方很多。
电子设备中 需要直流电源供电（小功率） 需要直流电源供电（小功率） 直流电动机 需要直流电源供电（大功率） 需要直流电源供电（大功率）
直流电源的来源？？？ 直流电源的来源？？？ 干电池 由交流市电变为直流电的各种半导体电源（直流稳压电源） 由交流市电变为直流电的各种半导体电源（直流稳压电源） 直流稳压电源的框图： 直流稳压电源的框图：
交流电源
变压器
整流
滤波
稳压 HOME
负载
9.1 .1 整流电路
1. 电路组成 a
U1 U2
V4 V3 V1 V2
变压器
U U
1 2
= k
变比
I0
RL
u0Biblioteka Baidu
U0 t
b 2. 工作原理
分析前提：理想变压器，理想二极管 分析前提：理想变压器，
V1 V2 RL RL V3 V4 b V2 V4 截止 a V1 V3 截止 HOME
例9.1
如图9.1所示的单相桥式整流电路，若要求在负载上 如图9.1所示的单相桥式整流电路， 9.1所示的单相桥式整流电路 得到24 直流电压，100mA的直流电流 24Ｖ 的直流电流， 得到24Ｖ直流电压，100mA的直流电流，求整流变压 器次级电压U 并选出整流二极管。 器次级电压U2，并选出整流二极管。
结果？ 结果？ 2. 正半周正常， 正半周正常， 负半周变压器被短路。烧坏变压器， 负半周变压器被短路。烧坏变压器， U0=0 结果？ 结果？ 3. 正半周不通， 正半周不通， 负半周正常。输出为原来的一半， 负半周正常。输出为原来的一半，
U0 = 0.45U2
HOME
几种常见的硅整流桥外形： 几种常见的硅整流桥外形：
*其他形式的滤波电路 其他形式的滤波电路
改善滤波特性的方法：采取多级滤波。 改善滤波特性的方法：采取多级滤波。如： RC–π 型滤波电路：在电容滤波后再接一级 滤 π 型滤波电路：在电容滤波后再接一级RC滤 波电路。 波电路。 L-C 型滤波电路：在电感滤波后面再接一电容。 型滤波电路：在电感滤波后面再接一电容。 LC –π 型滤波电路：在电容滤波后面再接 π 型滤波电路：在电容滤波后面再接L-C 型 滤波电路。 滤波电路。 性能及应用场合分别与电容滤波和电感滤波相似。 性能及应用场合分别与电容滤波和电感滤波相似。
解：
UL 12 = = 10 U2 = 1 .2 1 .2
U L 12 RL = = = 1 .2 k I L 10
C ≥ (3 ~ 5)
T 0.02 = (3 ~ 5) × F = ( 24.3 ~ 41.5) F 3 2 RL 2 × 1.2 × 10
UC≥(1.5 ~ 2)U2=15 ~20 V Uc=25 V 整流变压器次数电压有效值为10V，负载 L为 故：整流变压器次数电压有效值为 ，负载R 1.2k ，滤波电容器的参数为 滤波电容器的参数为47F/25V。 。 HOME
二极管承受的最高反向电压： 二极管承受的最高反向电压：U DRM
I DF = 1 I 0 2
U DRM = 2U 2
由于二极管上存在冲击电流， 由于二极管上存在冲击电流，所以选择整 流二极管时，应留有足够的裕量。 流二极管时，应留有足够的裕量。 HOME
讨论： 整流滤波电路如图，负载R 开关a闭合 闭合、 断 讨论： 整流滤波电路如图，负载 L=5k ，开关 闭合、b断 开时， 的读数为140V，求： 开时，直流电压表 V 的读数为 ， 1. A闭合 断开 求 A 的读数。 闭合,b断开 的读数。 闭合 断开, 2. a断开 闭合 求 A 的读数。 断开,b闭合 断开 闭合,求 的读数。 3. ab均闭合，求 A 的读数。 均闭合， 的读数。 均闭合 最初相当于R 开路， 解： 最初相当于 L开路， U 0 1. A =? 0A 2. 相当于整流电路 3. 相当于滤波电路 A a + b V RL
讨论： 讨论： 单相桥式整流电路 如图，试回答下列问题： 如图，试回答下列问题：
a
U1 U2
V4 V3 V1 V2
I0
RL
u0
b
1. 若V3 管接反，会有什么情况发生？此时 0=？ 管接反，会有什么情况发生？此时U ？ 2. 若V3 管短路，会有什么情况发生？此时 0=？ 管短路，会有什么情况发生？此时U ？ 3. 若V3 管开路，会有什么情况发生？此时 0=？ 管开路，会有什么情况发生？此时U ？ 解：1. 正半周不通， 结果？ 结果？ 正半周不通， 负半周变压器被短路。烧坏变压器， 负半周变压器被短路。烧坏变压器， U0=0
解：
根据
U 0 = 0.9U 2
24 U2 = ≈ 26.7V 0.9
据此选择二极管
I DF = 1 I 0 = 50mA 2
U DRM = 2U 2 = 37.5V
根据上述数据，查表可选出最大整流电流为 根据上述数据，查表可选出最大整流电流为100mA， ， 最高反向工作电压为50V的整流二极管 的整流二极管2CZ52B。 最高反向工作电压为 的整流二极管 。 HOME
4. 电容滤波的特点 (1) 滤波后的输出电压中直流分量提高了，交流分量降低了。 (2) 电容滤波适用于负载电流较小的场合。
(3) 存在浪涌电流。可在整流二极管两端并接一只0.01F的 电容器来防止浪涌电流烧坏整流二极管。 (4) RLC值的改变可以影响输出直流电压的大小。RL开路时， 输出UL约为1.4U2；C开路时，输出UL约为0.9U2；若C的容 量减小，则输出UL小于1.2U2。 HOME
~ + ~ ~ + ~ + A C -
交直流管脚用错将如何？ 交直流管脚用错将如何？
造成短路烧毁变压器！ 造成短路烧毁变压器！
HOME
9.1.2 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 并联， 滤波电路的结构特点 电感与负载R 串联。 电感与负载 L串联。 原理：利用储能元件电容两端的电压 或通过 原理：利用储能元件电容两端的电压(或通过电 电容两端的电压 或通过电 中的电流)不能突变的特性 不能突变的特性, 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， 路输出电压中的交流成份，保留其直流成 达到平滑输出电压波形的目的。 份，达到平滑输出电压波形的目的。
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U2 为正半周： a 为正半周： U2 为负半周： b 为负半周：
u0 = u 2 u0 = u2
a 3. 参数计算
U1 U2
V4 V3 V1 V2
I0
RL
u0
U0与U2的关系 ？ U I0 =？ DRM ?
1
π
b
U 0 = 0.9U 22U 2 sin ω td (ω t )
π
∫
0
2U 2 流过每只二极管的平均电流： 流过每只二极管的平均电流：0.9U = ×2 =
T RL C ≥ 3 ~ 5） （ 2
HOME
参数计算
特别注意！ 特别注意！ 开路时， 当RL开路时， U 0
U 0 = 1.2U 2
U0 U2 = 1.2 I0 = RL RL
= 1.4U 2 I DF = 1 I 0 2
= 2U 2
流过每只二极管的平均电流： 流过每只二极管的平均电流：
U DRM = 2U 2
= 1.4U 2
U 2 = 100 V
A =? 18mA A =? 24mA
U 0 = 0.9U 2 = 90V
U 0 = 1.2U 2 = 120V
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例9.2
已知单相桥式整流电容滤波电路如图9.4（ ）所示。 已知单相桥式整流电容滤波电路如图 （a）所示。要 求UL=12V，IL=100mA，电网工作频率为 ， ，电网工作频率为50Hz。试计 。 算整流变压器次数电压有效值U 并计算R 的值. 算整流变压器次数电压有效值 2，并计算 L和C的值 的值
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滤波电容 1. 电路组成
U1
a
U2
V4 V3 V1 V2
I0 + R C
L
u0
b 2.工作原理 2.工作原理
无滤波电容时
U0 t RLC 较大时 RLC 适中时 t
信号周期
U0
有滤波电容时
3. 参数计算
RLC 较小时
U 0 = 0.9 ~ 2）U 21.2U 2 （ 取 U0 =
条件： 条件：