4种整流电路、5种滤波电路

4种整流电路、5种滤波电路

目录

i.变压电路......................................................................1

2.整流电路......................................................................2

2.1.半波整流电路..............................................................2

2.2.全波整流电路..............................................................3

2.3.桥式整流电路.............................................................5

2.4.倍压整流电路..............................................................6

3.3滤波电路.....................................................................7

3.1.电容漉波电路..............................................................7

3.2.电感滤波电路..............................................................8

3.3.RC滤波电路...............................................................8

3.4.LC滤波电路...............................................................8

3.5.有源滤波电路.............................................................8

4.整流流波电路总结..............................................................8

4.1.常用整流电路性能对照.....................................................8

4.2.常用无源滤波电路性能对照................................................9

4.3.电容滤波电路输出电流大小与滤波电容量的关系..............................9

4.4.常用整流滤波电路计算表...................................................9

基本电路：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

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负载时，电路闭合，次级电路有交变电流通过。变压器的电路图符号见图1。

变压器图形符号

用于单线图用于多线图

用于单线包

三相变压器Y•△接线三相变压器Y-A接线

图1变压器的电路图符号

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。

2.1.半波整流电路

半波整流电路见图2-3-2。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(a)

所示。0〜TT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；

n〜2TT期间是这个电玉的负半周，这时B1次级上端为负下端为正，二极管

D1反向截止，没有电压加到负载R1上，负载R1中没有电流通过。在2n〜3晨

3n〜411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2(b)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。

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设Bl次级电压为E,理想状态下负载R1两端的电压可用下面的公式求

出：

UR,=%.45I

整流二极管D1承受的反向峰值电压为：

1/DI=2yf2E笠,83I

由于半波整流电路只利用电源的正半周，电源的利用效率非常低，所以半

波整流电路仅在高电压、小电流等少数情况下使用，一般电源电路中很少使用。

2.2.全波整流电路

由于半波整流电路的效率较低，于是人们很自然的想到将电源的负半周也

利用起来，这样就有了仝波整流电路。仝波整流电路图见图3。相对半波整流

电路，全波整流电路多用了一个整流二极管D2,变压器B1的次级也增加了一

个中心抽头。这个电路实质上是将两个半波整流电路组合到一起。

在。〜11期间B1次级上端为正下端为负，D1正向导通，电源电压加到R1

上，R1两端的电压上端为正下端为负，其波形如图4(b)所示，其电流流向

如图2-3-8所示;

在IT〜2冗期间B1次级上端为负下端为正，D2正向导通，电源电压加到R1

上，R1两端的电压还是上端为正下端为负，其波形如图4(c)所示，其电流

流向如图5所示。

在2互〜3m3n〜4n等后续周期中重复上述过程，这样电源正负两个半周

的电压经过DI、D2整流后分别加到R1两端，R1上得到的电压总是上正下负，

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设R1次级电压为E,理想状态下负载R1两端的电压可用下面的公式求出:

U”=2X”°,9I

整流二极管D1和D2承受的反向峰值电压为：

Um=21*2.83E

全波整流电路每个整流二极管上流过的电流只是负载电流的一半，比半波

整流小一倍。

2.3.桥式整流电路

由于全波整流电路需要特制的变压器，制作起来比较麻烦，于是出现了一

种桥式整流电路。这种整流电路使用普通的变压器，但是比全波整流多用「两

个整流二极管。由于四个整流二极管连接成电桥形式，所以称这种整流电路为

桥式整流电路。

图7桥式整流电路

由图7可以看出在电源正半周时，B1次级上端为正，下端为负，整流二极

管D4和D2导通，电流由变压器B1次级上端经过D4、RI、D2回到变压器B1

次级下端；

由图8可以看出在电源负半周时，B1次级下端为正，上端为负，整流二极

管D1利D3导通，电流由变压器B1次级卜端经过DLRI、D3回到变压器B1

次级上端。R1两端的电压始终是上正下负，其波形与全波整流时一致。

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图8桥式整流电路原理图

设B1次级电压为E,理想状态下负载R1两端的电压可用下面的公式求出:

t/»i=2X旬°9£

整流二极管D1和D2承受的反向峰值电压为：

V2E*i.4i

桥式整流电路每个整流二极管上流过的电流是负载电流的一半，与全波整

流相同。通常情况下桥式整流电路都简化成图9的形式。

图9桥式整流电路简化电路图

2.4.倍压整流电路

前面介绍的三种整流电路输出电压都小于输入交流电压的有效值，如果需

要输出电压大于输入交流电压有效值时可以采用倍压电路，见图10。

由图11可知，在电源的正半周，变压器B1次级上端为正下端为负，D1

导通，D2截止，C1通过D1充电，充电后C1两端电压接近B1次级电压峰值,

方向为左端正右端负；

由图11可知，在电源的负半周，变压器B1次级上端为负下端为正，D1

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截止，D2导逋，C2通过D1充电，充电后C2两端电压接近C1两端电压与B1

次级电压峰值之和，方向为下端正上端负。由于负载R1与C1并联，当R1足

够大时，R1两端的电压即为接近2倍B1次级电压。

图10二倍压整流电路图

图11二倍压整流电路原理分析

二倍压电路还可以很容易的扩展为n倍压电路。

3.3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。

3.1.电容滤波电路

电容滤波电路图，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。

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选择滤波电容时需要满足下式的条件：

3.2.电感滤波电路

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。

3.3.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。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。

3.4.LC滤波电路

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。

3.5.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。

有源滤波电路属于二次滤波电路，前级应有电容滤波等滤波电路，否则无

法正常工作。

4.整流滤波电路总结

4.1.常用整流电路性能对照

每个原件承受的最7方短器双钻变压器次级电流有

电路名称每个原件的平均电流

向电压有效值效值

半波整流3.14UI2.221U+e1.5711

3.14U0.51l.lllU+e0.7861

桥式整流1.571U0.51l.lllU+2e1Z•谈路一点通

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注1：U为负载两端电压值；I为负载上电流值；e为整流二极管压降，一般取

0.7Vo

4.2.常用无源滤波电路性能对照

电路名称诲波效果蜿出电压始出电流应用特点

结构简单.臼于大容量滤波电

容的广泛使用，克服了滤波效

电容滤波修高稍小

果稍差的缺点，广泛用于各类

电所滤波任大电源电路中较少使用.

常用于电子管收音机电路和各

RC超期蛟高小

种高期退耦电路.

电源电路中工.谣的一点通

LC雌高驰、

4.3.电容滤波电路输出电流大小与滤波电容量的关系

磷出电流（A）210.5-10.1~0.50.05-10.05

电容量（证）400020