滤波及稳压电路

1、第七节 整流、滤波及稳压电路一、整流电路1 单相半波整流电路单相半波整流电路由二极管V、电源变压器T组成。v2表示变压器次级线圈的交流电压，vL是脉动的直流输出电压，即向直流用电负载提供的电压。在输入电压v2变化的一个周期，二极管就像是一个自动开关，在v2的正半周自动把电源与负载接通；在v2的负半周自动将电源与负载切断。所以在负载RL上得到的是方向不变、大小变化的脉动直流电压vL。（1）负载上的直流电压VL负载RL上的半波脉动直流电压平均值可以用直流电流表直接测得，我们平时用直流电压表测得的直流电压就是电压的平均值。也可以用公式来计算：VL=0.45V2公式中的V2是变压器次级电压的有效值。（

2、2）负载上的直流电流IL负载上的直流电流IL可以根据欧姆定律求出，即单相半波整流电路在应用时，首先要选择电路中变压器的次级绕组电压，次级电压V2= VL /0.45，变压器的功率P应大于负载功率。其次是整流二极管的选择，整流二极管的额定电压VRM不低于，额定电流IRM不低于负载电流IL。单相半波整流电路的优点是电路简单，使用元件少；它的缺点是输出电压脉动很大，效率很低，一般只能应用在对直流电的波形要求不高的场合。2单相桥式整流电路（1）电路结构单相桥式整流电路由电源变压器，四只整流二极管组成。其中四只整流二极管组成桥式电路的四个臂，变压器次级绕组和负载分别接在桥式电路的两对角线的顶点。图中给出

3、了在工程图纸中的三种不同画法。（2）整流原理变化后v2为正半周时，变压器次级线圈的电压极性为A正B负，二极管V1和V3正偏导通，负载RL上获得单向脉动电流。这时V2、V4受反向电压而截止。从图中可以看出，单向脉动电流的流向为A端V1RLV3B端，负载RL上电流方向为从上到下，它的电压极性为上正下负。变化后综合以上所述，在交流电正、负半周都有同一方向的电流流过，四个二极管中两个为一组，两组轮流导通，在负载上得到全波脉动的直流电压和电流。这种电路叫全波整流电路。（3）负载电压和电流在桥式整流电路中，交流电在一个周期内有两个半波电流以相同方向通过负载，所以它的输出直流电压比半波整流电路增加一倍，也就

4、是：VL=0.9V2根据欧姆定律可以求出负载上的直流电流IL，即单相桥式全波整流电路在应用时，同样，首先要选择电路中变压器的次级绕组电压，次级电压V2= VL /0.9，变压器的功率P应大于负载功率。其次是整流二极管的选择，整流二极管的额定电压VRM不低于，额定电流IRM不低于负载电流0.5IL。（4）整流桥堆将若干只整流二极管封装成一体就制成了整流桥堆，常见的有半桥和全桥整流堆。全桥整流堆的外形及内部电路如图，这是它的外形，这是它的内部电路。该组件有四个引脚，其中两个脚上标有“”符号，与输入的交流电连接；另两个脚分别标有“+”“”是整流输出直流电压的正、负端。整流桥堆在使用时，要根据电路的具

5、体要求来选择它的两个主要参数，一是最高反向电压，二是最大整流电流。二、滤波电路整流电路输出的是脉动直流电，含有很大的交流成分，因而不能直接作为电子设备的直流电源来使用。因此需要将脉动直流电中的交流成分滤除掉，这一过程称为滤波。（1）电容滤波器电容滤波器是在负载的两端并联一个电容器而构成的。它是根据电容两端电压在电路状态改变是不能突变的原理设计的。图中分别为半波整流电路接电容滤波器的电路和桥式全波整流接电容滤波器的电路。电容滤波电路的工作原理：当输入电压上升超过电容端电压时，整流二极管V正向导通，向电容C迅速充电，同时也向负载供电，电容C两端电压vC与v2同步上升，并达到v2的峰值。而当输入电压

6、下降到低于电容两端电压时，整流二极管V反向截止。于是电容C要通过RL放电，维持了负载RL的电流。由于RL的阻值远远大于二极管的正向阻值，所以放电很慢，电容C两端电压vC下降缓慢。由于输入电压是周期性直流脉动电压，充电放电的过程周而复始，使得滤波电压的波形如图中的实线所示，由于滤波电容的充放电作用，使得半波整流电路输出电压vL的脉动程度大大减弱，波形相对平滑，达到了滤波的目的。全波整流电容滤波的工作原理与半波整流电路一样。（2）电感滤波器图为电感滤波电路，它是由电感L与RL负载串联构成的。它是利用通过电感的电流不能突变的特性来实现滤波的。（3）复式滤波器复式滤波器是由电感和电容或电阻和电容组合而

7、成的多节滤波器，它们的滤波效果要比单电感或单电容滤波的滤波效果好。常见的有L型和p型两种。L型滤波器如图在滤波电容C之前串接一个铁心电感L，这样就组成了L型滤波器。脉动直流电压经过电感时，交流成分大部分都降落在电感线圈L上，再经电容C把交流成分进一步滤除，就可以在负载上得到更加平滑的直流电压。L型滤波器的带负载能力较强，在负载变化时，输出电压比较稳定。同时由于滤波电容接在电感的后面，因此对整流二极管不产生浪涌电流冲击。LC-p型滤波器为了进一步提高滤波效果，可以在L型滤波器的输入端再并联一个电容，这就构成了LC-p型滤波器。LC-p型滤波器能使输出直流电的波纹更小。因为脉动直流电先经电容C1滤波，然后再经L和C2的滤波，使交流成分大大降低，在负载RL上得到平滑的直流电压。LC-p型滤波器的滤波效果较好，但带负载能力较差，对整流二极管存在浪涌电流冲击。适用于要求输入电压脉动小，负载电流不大的场