电源电路中变压整流滤波电路详解

1、基础电路一般直流稳压电源都使用220伏市电作为电源，经过变压、整流、滤波后 输送给稳压电路进行稳压，最终成为稳定的直流电源。这个过程中的变压、整 流、滤波等电路可以看作直流稳压电源的基础电路，没有这些电路对市电的前 期处理，稳压电路将无法正常工作。1、变压电路通常直流稳压电源使用电源变压器来改变输入到后级电路的电压。电源变压器由初级绕组、次级绕组和铁芯组成。初级绕组用来输入电源交流电压， 次级绕 组输出所需要的交流电压。通俗的说，电源变压器是一种电-磁T电转换器件。 即初级的交流电转化成铁芯的闭合交变磁场， 磁场的磁力线切割次级线圈产生交 变电动势。次级接上负载时，电路闭合，次级电路有交变电流

2、通过。变压器的电 路图符号见图1。图1变压器电路图符号2、整流电路经过变压器变压后的仍然是交流电，需要转换为直流电才能提供给后级电路， 这个转换电路就是整流电路。在直流稳压电源中利用二极管的单项导电特性，将方向变化的交流电整流为直流电。（1）半波整流电路半波整流电路见下图。其中 B1是电源变压器，D1是整流二极管，R1是负 载。B1次级是一个方向和大小随时间变化的正弦波电压，波形如图2所示。0n期间是这个电压的正半周，这时 B1次级上端为正下端为负，二极管 D1正向 导通，电源电压加到负载 R1上，负载R1中有电流通过；n2n期间是这个电 压的负半周，这时B1次级上端为负下端为正，二极管D1反

3、向截止，没有电压加 到负载R1上，负载R1中没有电流通过。在2n3n、3n4n等后续周期中 重复上述过程，这样电源负半周的波形被“削”掉，得到一个单一方向的电压， 波形如图3所示。由于这样得到的电压波形大小还是随时间变化， 我们称其为脉 动直流。at220VAC图2半波整流电路图i/ / / 、 /I /J3 nt1Fh-l1ITJnAM1丈;A 图14二倍压整流电流流向图二倍压整流电路还有另外一种形式的画法，见图15,其原理与图12完全一：2V ACC2TkniRll致，只是表现形式不一样。图15二倍压整流电路图（另一种形式）二倍压电路还可以很容易的扩展为 n倍压电路，具体电路见图D122W

4、 At图16 n倍压整流电路图3、滤波电路交流电经过整流后得到的是脉动直流，这样的直流电源由于所含交流纹波很大， 不能直接用作电子电路的电源。滤波电路可以大大降低这种交流纹波成份， 让整 流后的电压波形变得比较平滑。(1) 电容滤波电路电容滤波电路图见图17,电容滤波电路是利用电容的充放电原理达到滤波的作 用。在脉动直流波形的上升段，电容 C1充电，由于充电时间常数很小，所以充 电速度很快；在脉动直流波形的下降段，电容C1放电，由于放电时间常数很大， 所以放电速度很慢。在 C1还没有完全放电时再次开始进行充电。这样通过电容 C1的反复充放电实现了滤波作用。滤波电容 C1两端的电压波形见图18。

5、KIO图17电容滤波电路3kIII1(a)IIIII1(b)Ail图18电容滤波电路波形图 选择滤波电容时需要满足下式的条件：TRC3-5)-2(2) 电感滤波电路电感滤波电路图见图19。电感滤波电路是利用电感对脉动直流的反向电动势来 达到滤波的作用，电感量越大滤波效果越好。电感滤波电路带负载能力比较好， 多用于负载电流很大的场合。（3）RC滤波电路使用两个电容和一个电阻组成 RC滤波电路，又称n型RC滤波电路。见图20 所示。这种滤波电路由于增加了一个电阻 R1,使交流纹波都分担在R1上。R1 和C2越大滤波效果越好，但R1过大又会造成压降过大，减小了输出电压。一 般R1应远小于R2（4）

6、LC滤波电路21。与RC滤波电路相对的还有一种LC滤波电路，这种滤波电路综合了电容滤波电 路纹波小和电感滤波电路带负载能力强的优点。其电路图见图（5）有源滤波电路当对滤波效果要求较高时，可以通过增加滤波电容的容量来提高滤波效果。但是受电容体积限制，又不可能无限制增大滤波电容的容量， 这时可以使用有源滤波 电路。其电路形式见图22,其中电阻R1是三极管T1的基极偏流电阻，电容C1是三极管T1的基极滤波电容，电阻R2是负载。这个电路实际上是通过三极管 T1 的放大作用，将C1的容量放大P倍，即相当于接入一个(P +1) C1的电容进 行滤波。TIR1OK2图22有源滤波电路图22中，C1可选择几十

7、微法到几百微法；R1可选择几百欧到几千欧，具体取值 可根据T1的P值确定，P值高，R可取值稍大，只要保证T1的集电极-发射 极电压(UCE大于1.5V即可。T1选择时要注意耗散功率 PCM必须大于UCE， 如果工作时发热较大则需要增加散热片。前级应有电容滤波等滤波电路,否则无法正常有源滤波电路属于二次滤波电路，工作。4、整流滤波电路总结(1)常用整流电路性能对照 SOT7诵; 14V:1410 51rwT打弍注：U为负载两端电压值；0.7V。I为负载上电流值;e为整流二极管压降，一般取(2) 常用无源滤波电路性能对照杆r-iiCTL简至 邑-12厂一三贷U 严它T下,b-Sh:f*存=r矣 旬工育ii肓启山y m声4寿-电；珂艺峙中(3) 电容滤波电路输出电流大小与滤波电容量的关系输岀电流0.5-10.1-050.05-10 05电容*400020001000500200 - 500200(pF)(4) 常用整流滤波电路计算表iftAJaa S E STS)EF开 曲输 出更sff 奂 KB? tt出田圧倍kt tt-t