桥式整流及滤波电路.ppt

桥式整流及滤波电路单位：机电工程学院单位：机电工程学院姓名：曲辉姓名：曲辉 1.直流稳压电源直流稳压电源 在生产、生活和科学实验中，主要采用交流电，在生产、生活和科学实验中，主要采用交流电，但在某些场合，例如电解、电镀、蓄电池的充电、但在某些场合，例如电解、电镀、蓄电池的充电、直流电动机等，都需要直流电源供电。此外，在电直流电动机等，都需要直流电源供电。此外，在电子线路和自动控制装置中还需要用非常稳定的直流子线路和自动控制装置中还需要用非常稳定的直流电源电压。为了得到直流电，除了用直流发电机外，电源电压。为了得到直流电，除了用直流发电机外，目前广泛采用各种目前广泛采用各种半导体直流电源半导体直流电源。半导体直流电源半导体直流电源由整流变压器变压、整流电路、滤波电路、稳由整流变压器变压、整流电路、滤波电路、稳压电路等环节组成。压电路等环节组成。整流变压器整流变压器TrTr：将交流电源电压将交流电源电压u u1 1变换为符合整流要求的交流变换为符合整流要求的交流电压电压u u2 2。滤波电路：滤波电路：将单向脉动直流电压将单向脉动直流电压u u3 3变换为脉动较小的直流电压变换为脉动较小的直流电压u u4 4。整流电路：整流电路：将交流电压将交流电压u u2 2变换为单向脉动的直流电压变换为单向脉动的直流电压u u3 3。稳压电路：稳压电路：在交流电源电压波动及负载变化时，使直流输出电在交流电源电压波动及负载变化时，使直流输出电压压u u0 0稳定。稳定。整整 流流 电电 路路滤滤 波波 电电 路路稳稳 压压 电电 路路u1u2u4uou3Tr 2.单相桥式整流电路单相桥式整流电路u0时：时：D1、D3正向正向导通，导通，D2、D4反向截止，反向截止，io0，uo=u0 D4D2D1D3RLabuTruoio+-u0，uo=-u0 D4D2D1D3RLabuTruoio-+t tu 2 3 uo、io的波形与平均值的波形与平均值 uoioD4D2D1D3RLabuTruoio二极管的平均电流二极管的平均电流二极管的最高反向电压二极管的最高反向电压3.滤波电路滤波电路 交流电压经整流后输出的是单向脉动的直流电压，其交流电压经整流后输出的是单向脉动的直流电压，其中既含有中既含有直流成份直流成份又含有又含有交流成份交流成份。滤波电路的作用是利。滤波电路的作用是利用电容元件两端电压不能跃变或电感元件中电流不能跃变用电容元件两端电压不能跃变或电感元件中电流不能跃变的特性的特性,将将电容元件与负载并联电容元件与负载并联或将或将电感元件与负载串联电感元件与负载串联，滤掉整流输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到滤掉整流输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到输出电压平滑的目的。输出电压平滑的目的。3.1 电容滤波电路电容滤波电路 tu 2 3 D D1 1D D3 3导导通通D D2 2D D4 4导导通通 tuoRLC+uCD4D2D1D3abuTruoio tuoObaD D导通导通C C充电充电 Oa段：段：D导通，电源对导通，电源对C充电，充电，uo=uC=u；ab段：从段：从a点开始，点开始，u和和uC都开都开始下降，始下降，u按正弦规律下降，按正弦规律下降，uC按按指数规律下降，开始指数规律下降，开始uC下降速度下降速度大于大于u，所以，所以D导通，导通，uo=uC=u；bc段：从段：从b点开始，点开始，u下降速度下降速度大于大于uC，所以，所以D D截止，截止，uo=uC，按，按指数规律变化，变化快慢决定于指数规律变化，变化快慢决定于=RLC。tu 2 3 cD D截止截止C C放电放电RLC+uCD4D2D1D3abuTruoio 带电容滤波时，带电容滤波时，uo的的脉动大为减小，其平均值脉动大为减小，其平均值Uo增大。增大。无电容滤无电容滤波波 tuo带电容滤带电容滤波波 tuoORLC+uCD4D2D1D3abuTruoio单相桥式电容滤波整流单相桥式电容滤波整流电路电路3.2 电感滤波电路电感滤波电路电路结构：电路结构：在整流电路与负载之间串联一个电感在整流电路与负载之间串联一个电感L就构成了就构成了电感滤波电路。电感滤波电路。uouTrTrbRLLau滤波原理滤波原理 对对u的的直流分量：直流分量：f=0，XL=0，相当于短路，电压大相当于短路，电压大部分降在部分降在RL上；对上；对u的的交流分量：交流分量：f越高，越高，XL越大，电压越大，电压大部分降在大部分降在XL上。上。因此，因此，uo主要是主要是u的直流成分，的直流成分，uo是比是比较平滑的直流电压。较平滑的直流电压。UoUuouTrTrbRLLau缺点是电感铁芯笨重，体积大，易引起电磁干扰。缺点是电感铁芯笨重，体积大，易引起电磁干扰。3 3.3 3 复合复合滤波电路滤波电路 单独使用电容或电感构成的单独使用电容或电感构成的滤波电路，滤波电路，滤波效滤波效果不够理想，为了满足较高的滤波要求果不够理想，为了满足较高的滤波要求常采用电容常采用电容和电感组成的和电感组成的LC、CLC-型型等复合滤波电路。等复合滤波电路。这两种滤波电路适用于负载电流较大，这两种滤波电路适用于负载电流较大，要求输出电压脉动较小的场合。要求输出电压脉动较小的场合。LC+C+C+LC+C+LC+C+R 在负载较轻时，常采用电阻代替笨重的电感，在负载较轻时，常采用电阻代替笨重的电感，构成构成CRC-型型滤波电路，同样可以获得脉动很小的滤波电路，同样可以获得脉动很小的输出电压。输出电压。但电阻对交、直流均有压降和功率损耗，但电阻对交、直流均有压降和功率损耗，所以只适用于负载电流较小的场合。所以只适用于负载电流较小的场合。C+C+LC+C+R 在负载较轻时，常采用电阻代替笨重的电感，在负载较轻时，常采用电阻代替笨重的电感，构成构成CRC-型型滤波电路，同样可以获得脉动很小的滤波电路，同样可以获得脉动很小的输出电压。但电阻对交、直流均有压降和功率损耗，输出电压。但电阻对交、直流均有压降和功率损耗，所以只适用于负载电流较小的场合。所以只适用于负载电流较小的场合。4.思考题思考题在单相桥式整流电路中，如有在单相桥式整流电路中，如有一臂一臂断路断路，负载电阻上的电压和电流波，负载电阻上的电压和电流波形将如何？如有形将如何？如有一臂短路一臂短路，情况又，情况又将怎样？将怎样？谢谢大家！