橋式整流及濾波電路

1、橋式整流及濾波電路單位：機電工程學院單位：機電工程學院姓名：曲輝姓名：曲輝 1. 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源 在生產(chǎn)、生活和科學實驗中，主要采用交流電，在生產(chǎn)、生活和科學實驗中，主要采用交流電，但在某些場合，例如電解、電鍍、蓄電池的充電、但在某些場合，例如電解、電鍍、蓄電池的充電、直流電動機等，都需要直流電源供電。此外，在電直流電動機等，都需要直流電源供電。此外，在電子線路和自動控制裝置中還需要用非常穩(wěn)定的直流子線路和自動控制裝置中還需要用非常穩(wěn)定的直流電源電壓。為了得到直流電，除了用直流發(fā)電機外，電源電壓。為了得到直流電，除了用直流發(fā)電機外，目前廣泛采用各種目前廣泛采用各種半導體直流電源半導體

2、直流電源。 半導體直流電源半導體直流電源由整流變壓器變壓、整流電路、濾波電路、穩(wěn)由整流變壓器變壓、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路等環(huán)節(jié)組成。壓電路等環(huán)節(jié)組成。 整流變壓器整流變壓器TrTr：將交流電源電壓將交流電源電壓u u1 1變換為符合整流要求的交流變換為符合整流要求的交流電壓電壓u u2 2。 濾波電路：濾波電路：將單向脈動直流電壓將單向脈動直流電壓u u3 3變換為脈動較小的直流電壓變換為脈動較小的直流電壓u u4 4。 整流電路：整流電路：將交流電壓將交流電壓u u2 2變換為單向脈動的直流電壓變換為單向脈動的直流電壓u u3 3。 穩(wěn)穩(wěn)壓電路：壓電路：在交流電源電壓波動及負載變化時，

3、使直流輸出電在交流電源電壓波動及負載變化時，使直流輸出電壓壓u u0 0穩(wěn)定。穩(wěn)定。整整 流流 電電 路路濾濾 波波 電電 路路穩(wěn)穩(wěn) 壓壓 電電 路路u1u2u4uou3Tr 2. 單相橋式整流電路單相橋式整流電路u0時：時：D1、D3正向正向?qū)▽?，D2、D4反向截止，反向截止，io0 ，uo=u0 D4D2D1D3RLabuTruoio+-u0 ，uo=-u0 D4D2D1D3RLabuTruoio-+ t tu 2 3 uo、io的波形與平均值的波形與平均值 tUusin2:設(shè)LLooRURUI9 . 0uoioUUttdUUo9 . 022)(sin210D4D2D1D3RLabuT

4、ruoiooDII21UUDRM2二極管的平均電流二極管的平均電流二極管的最高反向電壓二極管的最高反向電壓3. 濾波電路濾波電路 交流電壓經(jīng)整流后輸出的是單向脈動的直流電壓，其交流電壓經(jīng)整流后輸出的是單向脈動的直流電壓，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。濾波電路的作用是利。濾波電路的作用是利用電容元件兩端電壓不能躍變或電感元件中電流不能躍變用電容元件兩端電壓不能躍變或電感元件中電流不能躍變的特性的特性, , 將將電容元件與負載并聯(lián)電容元件與負載并聯(lián)或?qū)⒒驅(qū)㈦姼性c負載串聯(lián)電感元件與負載串聯(lián)，濾掉整流輸出電壓中的交流成份，保留其直流成份，達到濾掉整流輸出電壓中的交

5、流成份，保留其直流成份，達到輸出電壓平滑的目的。輸出電壓平滑的目的。3.1 電容濾波電路電容濾波電路 tu 2 3 tUusin2:設(shè)D D1 1D D3 3導導通通D D2 2D D4 4導導通通 tuoRLC+uCD4D2D1D3abuTruoio tuoObaD D導通導通C C充電充電 Oa段：段：D導通，電源對導通，電源對C充電，充電，uo=uC=u； ab段：從段：從a點開始，點開始，u和和uC都開都開始下降，始下降，u按正弦規(guī)律下降，按正弦規(guī)律下降，uC按按指數(shù)規(guī)律下降，開始指數(shù)規(guī)律下降，開始uC下降速度下降速度大于大于u，所以，所以D導通，導通，uo=uC=u； bc段：從段：

6、從b點開始，點開始，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，按指數(shù)規(guī)律變化，變化快慢決定于指數(shù)規(guī)律變化，變化快慢決定于 =RLC。 tu 2 3 tUusin2:設(shè)cD D截止截止C C放電放電RLC+uCD4D2D1D3abuTruoio 帶電容濾波時，帶電容濾波時， uo的的脈動大為減小，其平均值脈動大為減小，其平均值Uo增大。增大。無電容濾無電容濾波波 tuo帶電容濾帶電容濾波波 tuoORLC+uCD4D2D1D3abuTruoio單相橋式電容濾波整流單相橋式電容濾波整流電路電路UUo)2 . 11 . 1 (3.2 電感濾波電路電感濾波電路電

7、路結(jié)構(gòu)：電路結(jié)構(gòu)： 在整流電路與負載之間串聯(lián)一個電感在整流電路與負載之間串聯(lián)一個電感L就構(gòu)成了就構(gòu)成了電感濾波電路。電感濾波電路。uouTrTrbRLLau濾波原理濾波原理 對對u的的直流分量：直流分量：f=0，XL=0 ，相當于短路，電壓大相當于短路，電壓大部分降在部分降在RL上；對上；對u的的交流分量：交流分量：f越高，越高，XL越大，電壓越大，電壓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是比是比較平滑的直流電壓。較平滑的直流電壓。Uo=0.9U當忽略當忽略L的直流電阻時，的直流電阻時，uo的平均值約為：的平均值約為：uouTrTrbRLL

8、au缺點是電感鐵芯笨重，體積大，易引起電磁干擾。缺點是電感鐵芯笨重，體積大，易引起電磁干擾。3 3.3 3 復(fù)合復(fù)合濾波電路濾波電路 單獨使用電容或電感構(gòu)成的單獨使用電容或電感構(gòu)成的濾波電路，濾波電路，濾波效濾波效果不夠理想，為了滿足較高的濾波要求果不夠理想，為了滿足較高的濾波要求常采用電容常采用電容和電感組成的和電感組成的LC、CLC- 型型等復(fù)合濾波電路。等復(fù)合濾波電路。這兩種濾波電路適用于負載電流較大，這兩種濾波電路適用于負載電流較大，要求輸出電壓脈動較小的場合。要求輸出電壓脈動較小的場合。LC+C+C+LC+C+LC+C+R 在負載較輕時，常采用電阻代替笨重的電感，在負載較輕時，常采用電阻代替笨重的電感，構(gòu)成構(gòu)成CRC- 型型濾波電路，同樣可以獲得脈動很小的濾波電路，同樣可以獲得脈動很小的輸出電壓。輸出電壓。但電阻對交、直流均有壓降和功率損耗，但電阻對交、直流均有壓降和功率損耗，所以只適用于負載電流較小的場合。所以只適用于負載電流較小的場合。C+C+LC+C+R 在負載較輕時，常采用電阻代替笨重的電感，在負載較輕時，常采用電阻代替笨重的電感，構(gòu)成構(gòu)成CRC- 型型濾波電路，同樣可以獲得脈動很小的濾波電路，同樣可以獲得脈動很小的輸出電壓。但電阻對交、直流均有壓降和功率損耗，輸出電壓。但電阻對交、直流均有壓降和功率損耗，所以只適