桥式整流电压计算

整流电路将交流电压变换成单向脉动的电压，为了改善电压的脉动程度，得到较平直的直流电压，以满足电子设备的需要，常在整流电路输出端接上滤波电路。

滤波电路主要由电容、电感元件组成，从本篇的电容滤波电路开始，分三篇分别介绍这几种滤波电路。如下图所示，在桥式整流电路负载两端并联一个电容器C，利用电容C的充放电作用，可以使负载上得到的电压较为平直。

当输入电压u2u2正半周时，如果u2>u C u2>uC，二极管VD1、VD3导通（参看《二极管单相整流电路：桥式整流工作原理及桥式整流组件(硅堆)》的单相桥式整流电路图），电流流过负载R L RL的同时，也对电容C充电，忽略二极管的正向管压降，电容C两端的电压u C uC和输入电压u2u2相同，并充电到最大值2√u22u2，当u2u2按正弦规律连续下降时，在接负载R L RL的情况下，开始时u C uC也是按u2u2的规律下降；但是，由于u2u2的下降速度大于u C uC的下降速度，所以下降到u2

当输入电压u2u2的负半周变化到|u2|>u C|u2|>uC时，如上图，VD2、VD4开始导通，此时电容C放电停止，u2u2重新对电容充电，使u C uC按正弦规律充电到最大值2√u22u2，然后u2u2下降到|u2|

由以上分析可知，桥式整流电路加电容滤波后，输出电压的脉动成分减小，同时也使平均值U o Uo。得到提高，U o Uo的大小取决于负载R L RL和电容C的乘积，即电容放电时间常数R L C RLC。放电时间常数越大，电容放电越慢，输出电压波形越平直，平均值越接近

2√u22u2。

在电容滤波电路中，一般取时间常数为：

R L C⩾(3 5)T/2RLC⩾(3 5)T/2

式中：T——交流电压的周期（S）。此时，桥式整流电容滤波的输出电压…。约为：

U o=(1.1 1.2)U2Uo=(1.1 1.2)U2

若输出平均电压U o⩽24V Uo⩽24V，则按下表的经验数据选择滤波电容的电容值。

电容滤波是利用电容的充放电作用，提高了输出电压的平均值，电路也较为简单，但其缺

点是输出电压随负载R L RL的大小而变化。因此，这种滤波电路适用于负载变化不大且要

求输出电压较高的场合。滤波电容一般使用有极性的电解电容器，其耐压应大于

2√u22u2。

桥式整流加电容滤波后，二极管承受的反向电压最大值仍是2√u22u2。因为通过二极管的

电流i V iV的平均值等于负载电流的平均值，而二极管导通的时间缩短了，因此i V iV的峰

值电流必然较大,另外在电源刚合上时，电容充电电流最大，这冲击电流流过二极管可能

会使其损坏。所以选择二极管时，应考虑这些因素。

我国供电，整流输出直流电压是输入交流电压的倍数（无滤波）：

三相半波整流：1.17。

三相桥式整流：2.34。

单相半波整流：0.45.

单相全波和桥式整流：0.9。

电容滤波空载电压是交流的1.4。

对于整流电压的输出电压大小，大家一定不陌生。很多人会说，输出平均值全波0.9倍，半波0.45倍的交流有效。但是在设计中，我们常常发现一个事实，例如在半波整流后，输出电压得到的不止0.45倍，9V交流整流后可能有11～12V。之前我一直很困惑，是我记错了计算倍数吗？翻了很多书籍，公式当然是没错的。那到底怎么回事？

可能之前我们在学校学这个方面知识点的时候太过注重整流电路，而忽略了脉动比的概念，所以造成我们现在很多人对这一简单的知识不是很清晰。其实这里是由于整流电路后面接的滤波电容有关的，查阅模电知识我们即可了解到，整流后往往会加滤波稳压，而滤波电路会改变整流输出的脉动比，并且和负载有关。因此最终整流后得到的电压除了跟整流方式有关，还和负载、滤波电容大小有关系。RL*C的数值直接影响输出电压的大小。因此滤波电容选择其实不是随意的，而是需要根据负载选取合适的值。

接入滤波电路后，输出电压平均值近似取值为1.2倍，负载开路取1.414倍。RC=（3-5）T/2来确定电容容量选择。其中T表示电网周期。

电容滤波电路适用于负载电流较小情况，而电感滤波电路适用于大负载电流。（电流较大时R较小，C较难选择）