整流电路介绍ppt课件

Uo 0.9U
Io
Io 2
Io 2
2U 1.41U 2 2U 2.83U
2U 1.41U
1.57Io
0.79Io
1.11Io
滤波器
直流稳压电源
整流电路仅将交流电转换成单向脉动的直流
电压。这种电压对许多电子设备远达不到要求， 往往再加接滤波器以改善电压的脉动程度。
u
一、电容滤波器(C滤波器)
二、电感电容滤波器(LC滤波器)
要进一步减小输出电压的脉动程度，可在滤波电 容之前串入铁心电感线圈L——即LC滤波器。
L
由于电感线圈对整
Tr
流电流的交流分量 具有阻抗，L比 ~ RL大得愈多则滤 波效果就愈好。
一般需要线圈的电感量
u
C RL
电感电容滤波电路
较大，但其直流电阻也 较大，因而会造成输出 电压的下降。
D Tr a
t
0
D导通 D截止 D导通
u
~
C
RL
b
uC =uo
t
0
D截止 D导通
电容滤波器的作用
电容滤波器输出电压的脉动程度 直 流 稳 压 电 源
有所改善，但带负载能力较差。
Uo
在负载不同的情况下，取用 1.4U 电容滤波
输出电流Io愈大输出平均电压Uo 愈小。其外特性曲线如右图：
0.45U
无电容滤波
直流24V电池 的极性可任意接入。
稳压管稳压电路
经整流和滤波后， 虽脉动程度有了最 大改善，但直流电 ~ 压幅度还会随着电 网的波动或负载的 变化而变化。
直流稳压电源
Io
R
IZ
C
Ui DZ
RL Uo
稳压管稳压电路
最简单的直流稳压电源是利用稳压管组成的。
如图采用桥式整流和电容滤波，得到直流电压Ui，再 经过限流电阻R和稳压管DZ ，使负载得到一个比较稳 定的直流电压。
b
二极管D2、D4导通，而二
a
极管D1、D3截止。
u
2U
Tr
~
D4
u
uo
RL
Uo
D2
b
0 T
t
Uo
1
0
2U sin t d(t)
2 2 U 0.9U
单相桥式整流电路的输出电压：
直流稳压电源
Uo 0.9U
负载电阻中通过的输出电流：
Io
U0 RL
0.9 U RL
每只二极管中通过的电流仅为输出电流一半：
ID
1 2
I
0
0.45 U RL
每只二极管承受的最高反向电压：
UDRM 2U
常见的几种整流电路 直 流 稳 压 电 源
电路
整流电 压波形
整流电压 平均值 二极管平 均电流 二极管反 向电压 副边电流 有效值
Io
U
Uo
uo
U Io U Uo
uo
Io
U
Uo
uo
0
t0
t0
t
Uo 0.45U Uo 0.9U
LC滤波器适于电流较大、 输出电压脉动很小的场合， 更适合与高频滤波。
三、形滤波器
如果需要输出电压的脉动 更小，可以再加一个滤波 u 电容。 形LC滤波器的 效果跟好，但整流二极管 的冲击电流较大。
由于线圈体大且重，有些 情况可用电阻代替电感线 圈以构成 形RC滤波器。 u R愈大滤波效果愈好，但 将使输出电压下降，所以 适用于负载电流较小、电 压脉动很小的场合。
电压的稳定过程
直流稳压电源
当电源电压升高时
Io
R
IZ
u↑→ Ui↑→ Uo ↑ → ~ IZ ↑ → UR ↑ →保持 负载电压Uo近似 不变。
并且整流电压的脉动较大。为此常采用全波整流电 路，最常见的就是单相桥式整流电路。
Tr a
~
u
b
RL uo ~
u
RL uo
~
u
RL uo ~
RL uo
直流稳压电源
桥式整流电路的工作情况
a
Tr
Байду номын сангаас在变压器副边电压u为正
D4
D1
半周时，二极管D1、D3导 ~ 通，而二极管D2、D4截止；
u
uo
RL
D3
D2
当副边电压u为负半周时，
整流电路
直流稳压电源
整流电路: 将交流电压变换为单向脉动电压的电路。
整流元件是具有单向导电能力的二极管或晶闸管。
一、单相半波整流电路
电路如图：设变压器副边电
压为 u 2 sin t
~
根据二极管的单向导电
性，在二极管加正向电压时
导通，负载两端有输出电压； 而在加反向电压时二极管截 u
止，负载得不到输出电压。
2U sin t d(t)
0
T
t
2 U 0.45U
如果电路负载已知，则整流输出电流的平均值为
Io
U0 RL
0.45 U RL
二极管所承受的最大反向电压： UDRM Um 2U
直流稳压电源
Tr a
D iD
例
有一单相整流电路,负载电阻为
750,变压器副边电压为20V， ~
试求Uo，Io及UDRM,并选用二极管。
采用电容滤波时，输出电压 0
Io
的脉动程与电容器的放电时间常数RLC有关，其 值愈大则脉动程度就愈小。一般认为
R
LC
(3
~
5)
T 2
或
RL
(10
~
15)
1 C
即可达到要求，此时输出电压Uo由下式估算：
Uo U (半波)
Uo 1.2U (全波)
电容滤波电路中元件的选择：
直流稳压电源
由于二极管的导通时间较短，因此通过二极管的 的电流峰值较大，应避免电流冲击损坏二极管；
u
uo R
解
b
Uo 0.45U 0.45 20 9V
Io
Uo RL
9 750
12mA
UDRM 2U 2 20 28.2V
查二极管参数，选用2AP4(16mA,50V)。为了使用安全此项
参数选择应比计算值大一倍左右。
二、单相桥式整流电路
直流稳压电源
单相半波整流电路只利用了电源的半个周期，
直流稳压电源
L
C1
C2 RL
形LC滤波电路
R
C1
C2 RL
形RC滤波电路
实际电源举例
N1
FU1 1A
N2 2CZ124
C2 .047F N3
FU2 3A C1
~220V
交直 流流
24V
-24V
2000F 50V
直流稳压电源
如图电源输出 电压为24V，电流 为1.8A。变压器副 绕组N3的电压约为 20V，C2起抑制高 频干扰作用；副绕 组N2的电压为5.5V， 供照明指示灯用。
负载的电压波形及电流波形 见右下曲线图。
uo io
Tr a
D iD
u b+
uo R
t
t
整流电压的平均值
直流稳压电源
二极管只在半个周期能够导电，而负载上得到的电
压是单一方向，大小随时间而变的(单向脉动电压)。
对这种整流的输出电压， u
常用一个周期的平均值 2U
来表示它的大小。其平
均值为
Uo
Uo
1
2 0
由于滤波电容保持有电压输出，应注意二极管截 止时所承受的最高反向电压UDRM有所不同，带 电容滤波的半波整流电路
UDRM 2 2U 带电容滤波的桥式整流电路UDRM不变；
常用电容器一般在101~103微法，视负载电流大 小而定。其耐压值应大于输出电压的最大值，一 般大容量电容具有极性。
直流稳压电源