整流滤波电路的设计

整流滤波电路的设计内容摘要：

整流滤波电路的设计 1§ 滤波电路交流电压脉动直流电压整流 滤波 直流电压经过整流后的电源电压虽然没有交流变化成分，但其脉动较大，需要经过滤波电路消除其脉动成分，使其更接近于直流。 滤波的方法一般采用无源元件电容或电感，利用其对电压、电流的储能特性达到滤波的目的。 2一、电容滤波电路电容滤波电路是使用最多也是最简单的滤波电路。 其结构为在整流电路的输出端并联一较大容量的电解电容，利用电容对电压的充放电作用使输出电压趋于平滑。 该形式电路多用于小功率电源电路中。 1电容滤波原理以单向桥式整流电容滤波为例进行分析，其电路如图所示。 电容初始电压为 0)： 当 设 上升时接入的）：u1 uc,极管承受反向电压而截止。 电容 间常数 = 6有充电电流。 因此二极管中的电流是脉冲波。 二极管中的电流u1 容电压滞后于 出电压越低。 u1 82电容滤波的主要参数因为滤波的过程中含有正弦波、指数曲线及谐波成分，一般很难用精确的数学表达式进行计算，所以一般使用中多采用近似估算来确定其参数。 输出电压可以近似看成锯齿波，如图所示。 设 过=并令在 （ 为电容充放电转换时的电压值 m i nO m a x)9m m i nO m 由相似三角形关系可得：O m a m i nO m a x 2 m i nO m a x)则：2 m i nO m a xO m a x)LO m a x 即：)2 A V ) V)= V)/： 采用近似波形计算。 以（ 基波峰 O m a m i nO m a x 14m a xO m a 实际 实际 1一般取近似估算 : V)b) 流过二极管瞬时电流很大大 负载电流的平均值越大 ;整流管导电时间越短 a) 输出电压 平均值 关大 电容器放电愈慢 均值 )愈大(c) 二极管承受的最高反向电压：22 M T)T)53(d) 滤波电容应选用耐压 >电解电容。 2O(表达式可看出， V)也越大， V)也会增大，而整流管的通电时间却越短，整流管的导通电流加大，如果 流管中通过的冲击电流时间加长，长时间会影响整流管使用寿命。 所以一般选择整流管时V)（ 23） V)。 改变 O( V)和 V)的关系曲线称为 输出特性 ，将 O(关系曲线称为 滤波特性 ，如果 V)越低，则 加大 以电容滤波形式电路一般适用于输出电流较小且负载变化不大的场合。 13电路结构 : 在桥式整流电路与负载间串入一电感 感滤波电路14电感滤波原理对谐波分量 : f 越高， 大 ,电压大部分降在 此， 在输出端得到比较平滑的直流电压。 V)出平均电压 : 相当于短路 ,电压大部分降在 他形式的滤波电路改善滤波特性的方法： 采取多级滤波。 如：滤波电路： 在电感滤波后面再接一电容。 型滤波电路： 在电容滤波后再接一级 能及应用场合分别与电容滤波和电感滤波相似。 型滤波电路： 在电容滤波后面再接 滤波电路。 16 . 型 滤波器改善滤波特性的方法： 采取多级滤波2 型 滤波器172221 )j/()j/( ()/(118通常选择滤波元件的参数使得：)/(1221 )/(1()/(1与 ´的关系：S(1)/(1212119、 滤波电路´O，交流分量的基波的幅值为 U´UU 1)j/(j)j/( 201)j/(j)j/( 通常选择滤波元件的参数使得：1211 11与 ´的关系：S 21、 型滤波电路 型滤波电路输出电压的脉动系数比只有 波形更加平滑 ；由于在输入端接入了电容，因而较只有 提高了输出电压。 请自行分析 型滤波电路的输出电压和脉动系数等基本参数。 22四 倍压整流电路利用滤波电容的充放电作用，将多个电容和二极管组合可获得倍数于变压器附边电压的输出电压。 1、二倍压整流电路2截止，理想情况下，电容 1C 1截止，理想情况下，电容 122输出端的 电压：2222即二倍压电 压。 23+ 22倍压整流电路+ 222 2 2充电到：222 254 22U+ 222 U+ 222 U+ 222 U+ 222 U+ 222 254 22 22 可获得所需的多倍压直流输出。 25§ 稳压二极管稳压电路稳压电路的作用 :使直流电路在电网波动、负载变化、温度变化等因素影响下保证输出电压稳定。 交流电压脉动直流电压整流 滤波 有波纹的直流电压稳压 直流电压26一 . 稳压电源类型以下主要讨论线性稳压电路。 稳压二极管稳压电路开关型稳压电路线性稳压电路常用稳压电路(小功率设备 )电路最简单，但是带负载能力差，一般只提供基准电压，不作为电源使用。 效率较高，目前用的也比较多，但因学时有限，这里不做介绍。 27二 . 稳压电路的主要性能指标(1)稳压系数 S（越小越好）稳压系数 义为当负载固定时，输出电压的相对变化量与输入电压的相对变化量之比。 O (2)输出电阻 越小越好）输出电阻用来反映稳压电路受负载变化的影响。 定义为当输入电压固定时输出电压变化量与输出电流变化量之比。 它实际上就是电源戴维南等效电路的内阻。 28 220件数量少等优点，应用较为广泛。 适用于负载电流小、负载电压不变的场合。 三 . 稳压管稳压电路29 从稳压管的特性可知，在电路中若能使稳压管始终工作在稳压区内，即：使稳压管的电流 输出电压 为UZ。 路中 作用是限流和电压、电流补偿。 30 2201、稳压管稳压电路的工作原理当电网电压变化时： 系中，使，从而实现 U 31当负载发生变化时：不变不变 I 220系中，使，使 Z 322、稳压管稳压电路的性能指标稳压管稳压电路的性能指标主要有稳压系数 出电阻 压调整率、电流调整率、最大纹波电压、温度系数等。 主要了解前两个。 在负载固定时稳压电路输出电压相对变化量与输入电压相对变化量之比。 常数值越小说明稳压性能越好。 33在输入电压固定时，稳压电路输出电压变化量与输出电流变化量之比。 常数值越小说明稳压电路带负载能力越强。 在只考虑变化量条件下，稳压管稳压电路可等效为如图形式， O+O+r： O)+O+O： (R>> (R>> 外，用电网电压波动 ± 10%时 为 电压调整率。 用 变到额定值时， 为 电流调整率。 353、稳压管稳压电路的参数选择首先应确定输出电压 出电流范围 输入电压 般为 ± 10%）等，据此选择整流、滤波、稳压元件参数。 （ 1） 般选择 23） i：该电流的选择原则为 6（ 2）稳压管的选择 3）限流电阻的选择由得ZL m i m i n L m i m i nm a x /m m L m a m a xm i n /m m 限流电阻的功率： （空载时）37 输出电流小，输出电压不可调节； 结构简单、方便，使用元件少； 适用于 作电压基准。 稳压管稳压电路的特点：38作业： 579、 1011、 12。