桥式整流和滤波电路

（一）电容滤波器 1．电路
特点：输出端一较大容量的电 解电容器与负载并联。
2.原理:利用电容对电压的充放电作
用使输出电压趋于平滑。
3.应用场合：该形式电路多用于小 功率电源电路中。
工作原理分析： 1.设接通电源的瞬 间(t=0)，电容两端 电压uc=0; 2.当u2由零上升时， VD1、VD3导通，向 电 容C充电，同时 向负载RL提供电流; 由于充电回路的电 阻很小，使uc与u2 同步变化; 3.当 u2到最大值时， 在a点，uc随u2达到 峰值，如图 6．1．5(b)中的a点。
【例l—4】
在图1—3所示电路中，发光二极 管导通电压U。=1.5 v，正向电流在5～l5 mA 时才能正常工作。试问：(1)开关S在什么位 置时发光二极管才能发光? (2)R的取值范围 是多少?
【例l-5】
VZ1和VZ2为两只稳压二极管，稳 压值分别为6.5 V和5 V。求图1—4所示电路 的稳压值。
图1.2.4 桥式整流电路工作过程
由波形图1.2.5可见，v2一周期内，两组整流二极管轮流导 通产生的单方向电流i1 和i2叠加形成了iL。于是负载得到全波 脉动直流电压vL。
3．负载和整流二极管上的电压和电流 （1）负载电压VL （2）负载电流IL
VL 0.9V2
（1.2.9）
V L 0.9V 2 IL RL R L （1.2.10）
当电路电流增加时，线圈中 自感电动势与电流反向，阻碍电 流增加，电感存储磁场能；当电 流减小时，线圈中自感电动势与 电流同向，阻碍电流减小，电感 释放能量。使负载电流比较平滑， 从而得到比较平滑的直流电压。
图1.3.3 带电感滤波器
3.应用：较大功率电源。 4.缺点：体积大、重量大。
（四）复式滤波器
当开关S断开时，二极 管因加正向电压而处于 导通状态，故输出电压: Uo=U1-UD≈(60．7)V=5.3V 当开关闭合时，二极管外加反向电压，因而截止， 故输出电压： U0=U2=12V
【例l—2】
某同学在测量一个二极管的反向 电阻时，为了使表笔和二极管接触得好一些， 他用手把两端捏紧，结果发现管子的反向电 阻比较小，认为不合格，但用在电路上却工 作正常，这是什么原因? 【例l—3】 利用稳压二极管或二极管的 正向压降，是否也可以稳压?
4.此后u2开始下降，u2<uc，VD1～ VD4均处于截止状态，电容c向负 载RL放电； 5.由于放电时间常数RLC很大，故 电 容两端电压uc按指数规律缓慢 下降； 6.当uc降到图中b点后，使I u2l>uc， 二极管VD2、VD4导通； 7.u2经VD2、VD4再次向电容充电， 输出电压增大； 8.当u2到负最大值时，电容两端电 压又达到峰值。以后随着u2的周 期性变化，电容不断重复上述充、 放电过程，输 出电压u0=uc，波形 如图6．1．5(b)中的实线所示。
图(a)中，因VZ2首先达到稳 压值5 V，因此，电路的稳 压值即为5 V。 值得指出的是，稳压二极 管并联，通常起作用的只有 一个，所以除在特殊情况下， 稳压二极管都不并联使用。
整流元件组合件称为整流堆，常见的有： （1）半桥：2CQ型，如图1.2.8（a）所示；
（2）全桥：QL型，如图1.2.8（b）所示。
优点：电路组成简单、可靠。
电磁炉、电视机均 有应用。
图1.2.8 半桥和全桥整流堆
二、滤波电路
交流 电压
整流
脉动 直流电压
滤波
直流 电压
1.作用：滤除脉动直流电中脉动成分。 2.种类：电容滤波器、电感滤波器、复 式滤波器 3.滤波的方法：一般采用无源元件电容或电 感，利用其对电压、电流的储能特性达到滤 波的目的。
结构特点：电容与负载并联，电感与负载串联。 性能特点：滤波效果好。
1. L型滤波器
（1）电路： （2）原理：整流输出的脉动直流经过电感L，交流成分被 削弱，再经过电容C滤波，就可在负载上获得更加平滑的直流 电压。 （ 3 ）应用：较大功 率电源中。
图1.3.4 L型滤波器桥式整流电路
2. Π型滤波器
桥式整流和滤波电路
一、单相桥式全波整流电路 1．电路如图 V1～V4为整流二 极管，电路为桥 式结构。
2. 工作原理 （1）v2正半周时，如图1.2.4（a）所示，A点电位高于B点 电位，则V1、V3导通（V2、V4截止），i1自上而下流过负载RL； （2）v2负半周时，如图1.2.4（b）所示，A点电位低于B点电 位，则V2、V4导通（V1、V3截止），i2自上而下流过负载RL；
u1
u1
u2
D4
D1
D3 C D2
S uo RL
b
输出电压估算公式 为（负载）
U 0 1.2U 2
（全波整流、电容滤波）
U0=U2 （半波整流、电容滤波）
如果负载开路，输出电压是多少？
（半波和全波整流、电容滤波）
（三）电感滤波器
1. 电路
特点：电感值较大的电感与负载串联
2. 工作原理：
利用流过电感电流不能 突变原理平滑输出电流。
VL 0.9V2
所以
VL 60V V2 66.7V 0.9 0.9
流过二极管的平均电流
1 1 I V I L 4A 2A 2 2
二极管承受的反向峰值电压
VRM 2V2 1.41 66.7 94V
查晶体管手册，可选用整流电流为3安培，额定反向工作 电压为100伏的整流二极管2CZ12A（3A/100V）四只。
（1）电路： （2）原理：
整流输出的脉动直流经过电容C1滤波后，再经电感L 和电容C2滤波，使脉动成分大大降低，在负载上可获得 平滑的直流电压。 （3）应用：小功率电源中。
图1.3.5 Π型滤波器桥式整流电路
【例l-1】
电路如图1—2所示，二极管导通电压 UD约为0.7V。试分别估算开关断开和闭合时输 出电压的数值。
（3）二极管的平均电流IV 1 IV IL 2
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（1.2.11）
（4）二极管承受反向峰值电压 V RM
VRM 2V2
（1.2.12）
V RM 较低。应用广泛。 优点：输出电压高，纹波小，
[例1.2.1] 有一直流负载，需要直流电压 V L 60 V，直 流电流 I L 4 A。若采用桥式整流电路，求电源变压器次 级电压V2 并选择整流二极管。 解 因为