整流滤波电路97503.pptx

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1、(9-1)直流稳压电源的电路图第1页/共33页(9-2)电源变压器:将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2。整 流 电 路滤 波 电 路稳 压 电 路u1u2u3u4uo整 流 电 路滤 波 电 路稳 压 电 路整流电路:将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。滤波电路:将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4。稳压电路:清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压uo的稳定。直流稳压电源的组成和功能第2页/共33页(9-3)整流电路的任务：把交流电压转变为直流脉动的电压。一、单相整流电路常见的小功率整流电路，有单相半波、全波、桥式和倍压整流等。为分析简单起见，把二极管当作理想元件处理，即二极

2、管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。第3页/共33页(9-4)1、单相半波整流电路的工作原理u2 0 时，二极管导通。iLu1u2aTbDRLuo忽略二极管正向压降：uo=u2u1u2aTbDRLuoiL=0u20 时D1,D3导通D2,D4截止电流通路:A D1RLD3Bu20 时D2,D4导通D1,D3截止电流通路:B D2RLD4A输出是脉动的直流电压！u2桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形uD4,uD2uD3,uD1uou2D4D2D1D3RLuoAB第9页/共33页(9-10)几种常见的硅整流桥外形：+A C -+-+-第10页/共33页(9-11)4 、整流电路的主要参数

3、1.整流输出电压平均值（Uo）全波整流时，负载电压 Uo的平均值为:负载上的(平均)电流:（1）整流输出电压的平均值与脉动系数整流输出电压的平均值Uo和输出电压的脉动系数S是衡量整流电路性能的两个主要指标。第11页/共33页(9-12)S定义：整流输出电压的基波峰值Uo1m与平均值Uo之比。2.脉动系数用傅氏级数对全波整流的输出 uo 分解后可得:第12页/共33页(9-13)平均电流(ID)与反向峰值电压(URM)是选择整流管的主要依据。例如：在桥式整流电路中，每个二极管只有半周导通。因此，流过每只整流二极管的平均电流 ID 是负载平均电流的一半。二极管截止时两端承受的最大反向电压：（2）平

4、均电流与反向峰值电压第13页/共33页(9-14)5、倍压整流电路的工作原理（一）二倍压整流电路u2的正半周时：D1导通，D2截止，理想情况下，电容C1的电压充到：u2的负半周时：D2导通，D1截止，理想情况下，电容C2的电压充到：负载上的电压：+u1u2+D1C2C1D2uoRL第14页/共33页(9-15)+（二）多倍压整流电路+u2的第一个正半周：u2、C1、D1构成回路，C1充电到：u2的第一个负半周：u2、C2、D2、C1构成回路，C2充电到：C1u1u2D1D2D3D4D5D6C3C5C2C4C6第15页/共33页(9-16)+C1u1u2D1D2D3D4D5D6C3C5C2C4C

5、6u2的第二个正半周：u2、C1、C3、D3、C2构成回路，C1补充电荷，C3充电到：u2的第二个负半周：u2、C2、C4、D4、C3、C1构成回路，C2补充电荷，C4充电到：把电容接在相应电容组的两端，即可获得所需的多倍压直流输出。第16页/共33页(9-17)二、滤波电路滤波电路的结构特点:电容与负载 RL 并联，或电感与负载RL串联。交流电压脉动直流电压整流滤波直流电压原理：利用储能元件电容两端的电压(或通过电感中的电流)不能突变的特性,滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。第17页/共33页(9-18)（一）电容滤波电路（1）未加滤波电容的情形第

6、18页/共33页(9-19)（1）加入滤波电容的情形第19页/共33页(9-20)单向桥式整流电容滤波电路如图所示。（一）全波整流电容滤波桥式整流电容滤波电路au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+第20页/共33页(9-21)1.RL未接入时(忽略整流电路内阻)u2tuot设t1时刻接通电源t1整流电路为电容充电充电结束没有电容时的输出波形au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+第21页/共33页(9-22)2.RL接入（且RLC较大）时 (忽略整流电路内阻)u2tuot电容通过RL放电，在整流电路电压小于电容电压时，二极管截止，整流电路不为电容充电，uo会逐渐下降。au1u2u

7、1bD4D2D1D3RLuoSC+第22页/共33页(9-23)u2tuot只有整流电路输出电压大于uo时，才有充电电流iD。因此整流电路的输出电流是脉冲波。整流电路的输出电流iDau1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+iD可见，采用电容滤波时，整流管的导通角较小。第23页/共33页(9-24)u2tuot电容充电时，电容电压滞后于u2。整流电路的输出电流RLC越小，输出电压越低。3.RL接入（且RLC较大）时 (考虑整流电路内阻)au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+第24页/共33页(9-25)一般取(T:电源电压的周期)近似估算:Uo=1.2U2。(2)流过二极管瞬时电流很

8、大。RLC 越大 Uo越高 负载电流的平均值越大;整流管导电时间越短 iD的峰值电流越大故一般选管时，取（二）电容滤波电路的特点(1)输出电压 Uo与放电时间常数 RLC 有关。RLC 愈大 电容器放电愈慢 Uo(平均值)愈大第25页/共33页(9-26)输出波形随负载电阻 RL 或 C 的变化而改变,Uo 和S 也随之改变。如:RL 愈小(IL 越大),Uo下降多,S 增大。结论：电容滤波电路适用于输出电压较高，负载电流较小且负载变动不大的场合。(3)输出特性(外特性)uo电容滤波纯电阻负载1.4U20.9U20IL第26页/共33页(9-27)（二）电感滤波电路结构:在桥式整流电路与负载间

9、串入一电感L就构成了电感滤波电路。电感滤波电路u2u1RLLuo第27页/共33页(9-28)1、滤波原理对直流分量:XL=0 相当于短路,电压大部分降在RL上。对谐波分量:f 越高，XL 越大,电压大部分降在XL上。因此，在输出端得到比较平滑的直流电压。Uo=0.9U2当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压约为：u2u1RLLuo第28页/共33页(9-29)（三）其他形式的滤波电路改善滤波特性的方法：采取多级滤波。如：L-C 型滤波电路：在电感滤波后面再接一电容。RC 型滤波电路：在电容滤波后再接一级RC滤波电路。性能及应用场合分别与电容滤波和电感滤波相似。LC 型滤波电路：在电容滤波后面再接L-C 型滤波电路。第29页/共33页(9-30)uoRu2u1C1C2uo1RL1、RC 型滤波电路第30页/共33页(9-31)2、L-C 型滤波电路u2u1LuoCRLuo1第31页/共33页(9-32)3、LC 型滤波电路u2u1LuoC2RLuo1C1显然，LC 型滤波电路输出电压的脉动系数比只有LC滤波时更小，波形更加平滑；由于在输入端接入了电容，因而较只有LC滤波时，提高了输出电压。第32页/共33页(9-33)感谢您的观看！第33页/共33页