(a)电路图 (b)波形图 (a)电路图 (b)波形图 图15.04 单相半波整流电路
根据图可知， 根据图可知，输出电压在一个工频周 期内， 只是正半周导电， 期内 ， 只是正半周导电 ， 在负载上得到的 是半个正弦波。负载上输出平均电压为： 是半个正弦波。负载上输出平均电压为 输出平均电压
VO = VL 1 π = ∫ 2π 0 2 V 2 sin ω t d( ω t )
半波整流电路
桥式整流电路
桥式整流滤波电路
桥式整流滤波稳压电路
当v2到达90° 在刚过90° °时，v2开始下 ° 在刚过 到达时，正弦曲线下降的 先假设二极管关断， 降。先假设二极管关断 电容C 速率很慢。所以刚过90° ，电容 速率很慢。所以刚过 °时二极管仍然 放电。 导通。在超过90°后的某个点，正弦曲线 导通就要以指数规律向负载ＲL放电。 。在超过 °后的某个点， 下降的速率越来越快， 下降的速率越来越快，当刚超过指数曲线 指数放电起始点的放电速率很大。 指数放电起始点的放电速率很大。 起始放电速率时，二极管关断。 起始放电速率时，二极管关断。 所以， 在 t1 到 t2 时刻， 二极管导 所以 ， 时刻 ， 充电， 电 ，Ｃ 充电 ， vC=vL 按正弦规律变化 时刻二极管关断， ； t2 到 t3 时刻二极管关断 ， vC=vL 按指 数曲线下降，放电时间常数为R 。 数曲线下降，放电时间常数为 LC。 电容滤波过程见图。 电容滤波过程见图。
电容滤波波形图
需要指出的是， 增加时， 点要右移， 需要指出的是 ， 当放电时间常数 RLC增加时 ， t1 点要右移 ， t2 要左移， 点 要左移，二极管关断时间加 长，导通角减小，见曲线3；反 导通角减小， 减少时，导通角增加。 之，RLC减少时，导通角增加。 显然， 很小， 很大时， 显然，当ＲL很小，即IL很大时， 电容滤波的效果不好， 电容滤波的效果不好， 见图滤波曲线中的2。反 很大， 很小时， 之，当ＲL很大，即IL很小时， 尽管C较小, RLC仍很大,电容滤 波的效果也很好，见滤波曲线 波的效果也很好， 中的3。所以电容滤波适合输出 电流较小的场合。 电流较小的场合。 电容滤波的效果
单相桥式整流电路
(1) 工作原理
单相桥式整流电路是最 基本的将交流转换为直流的 电路，其电路如图所示。 电路，其电路如图所示。
（a）桥式整流电路 ） （b）波形图 ） 单相桥式整流电路
在分析整流电路工作原理时， 在分析整流电路工作原理时，整流电路 中的二极管是作为开关运用 ， 中的二极管是作为 开关运用， 具有单向导电 开关运用 的电路图可知： 性。根据图 (a)的电路图可知： 的电路图可知 当正半周时二极管D 导通， 当正半周时二极管 1、D3导通，在负载 电阻上得到正弦波的正半周。 电阻上得到正弦波的正半周。 当负半周时二极管D 导通， 当负半周时二极管 2、 D4导通， 在负载 电阻上得到正弦波仍是正半周。 电阻上得到正弦波仍是正半周 。 单相桥式整 流电路的波形图见图 (b)。 。
（2）电容滤波电路
现以单相桥式电容滤波整流电路为例来说 电容滤波电路如图所示， 明。电容滤波电路如图所示，在负载电阻上并联 了一个滤波电容C。 了一个滤波电容 。
电容滤波电路
(3)滤波原理 (3)滤波原理
若电路处于正半周，二极管D 导通， 若电路处于正半周，二极管D1、D3导通，变压器次端电压v2给电容器 充电。 是正弦形。 C 充电。此时C 相当于并联在v2上，所以输出波形同v2 ，是正弦形。
2 2V2 0.9V2 IL = = πL R RL
流过负载的平均电流为
流过二极管的平均电流为 流过二极管的平均电流为 平均电流 二极管所承受的最大反向电压 二极管所承受的最大反向电压
IL 2V2 0.45 2 V ID = = = 2 πL R RL
VRmax = 2V2
（3）单相桥式整流电路的负载特性曲线
单相桥式整流电路的负载特性曲线是指 输出电压与负载电流之间的关系曲线
VO = f (IO )
该曲线如图 所示。曲线的斜 率代表了整流电 路的内阻。 路的内阻。
单相桥式整流电路 的负载特性曲线
单相半波整流电路
单相整流电路除桥式整流 电路外， 电路外 ， 还有单相半波和全波 两种形式。单相半波整流电路 两种形式 。 如图(a)所示， (a)所示 如图 (a) 所示 ， 波形图如图 (b) 所示。 所示。
电容滤波电路
(1)滤波的基本概念 滤波电路利用电抗性元件对交、 滤波电路利用电抗性元件对交、直流阻抗 利用电抗性元件对交 的不同，实现滤波。电容器C对直流开路 对直流开路， 的不同 ， 实现滤波 。 电容器 对直流开路 ， 对 交流阻抗小，所以 应该并联在负载两端 。 电 应该并联在负载两端。 交流阻抗小 ， 所以C应该并联在负载两端 感器L对直流阻抗小 ， 对交流阻抗大， 因此L 感器 对直流阻抗小， 对交流阻抗大 ， 因此 对直流阻抗小 应与负载串联。经过滤波电路后， 应与负载串联。经过滤波电路后，既可保留直 流分量、又可滤掉一部分交流分量， 流分量、又可滤掉一部分交流分量，改变了交 直流成分的比例，减小了电路的脉动系数， 直流成分的比例，减小了电路的脉动系数，改 善了直流电压的质量。 善了直流电压的质量。
实验内容介绍
实验目的： 1、掌握Multisim中相关元件的使用，如降压变压器等； 2、能按照实验书用Multisim进行电路连接 3、会用虚拟示波器观察整流滤波电路的波形 4、用虚拟探针测定输出电压、输入电压间的关系 实验内容： 1、用Multisim进行电路连接、测试、仿真 2、完成书后相应数据、习题
整流滤波稳压电路 连接与测试
实验原理分析 实验内容介绍
电子电路工作时都需要直流电源提供能量， 电子电路工作时都需要直流电源提供能量 ， 电池因使用费用高， 电池因使用费用高 ， 一般只用于低功耗便携式的 仪器设备中。 仪器设备中 。 本章讨论如何把交流电源变换为直 流稳压电源，一般直流电源由如下部分组成： 流稳压电源，一般直流电源由如下部分组成： 电源的方框图如图所示。 电源的方框图如图所示。 整流电路是将工频交流电转为具有直流电成分 的脉动直流电。 的脉动直流电。 滤波电路是将脉动直流中的交流成分滤除， 滤波电路是将脉动直流中的交流成分滤除，减 少交流成分，增加直流成分。 少交流成分，增加直流成分。 稳压电路对整流后的直流电压采用负反馈技术 进一步稳定直流电压。 进一步稳定直流电压。
2 = V 2 = 0 . 45 V 2 π
流过负载和二极管的平均电流为 流过负载和二极管的平均电流为 平均电流
ID 2V 2 0 . 45 V 2 = IL = = πR L RL
二极管所承受的最大反向电压 二极管所承受的最大反向电压
VRmax = 2V2
单相桥式整流电路的变压器中只有交流电流 流过， 流过 ， 而半波和全波整流电路中均有直流分量流 所以单相桥式整流电路的变压器效率较高， 过 。 所以单相桥式整流电路的变压器效率较高 ， 在同样的功率容量条件下， 体积可以小一些。 在同样的功率容量条件下 ， 体积可以小一些 。 单 相桥式整流电路的总体性能优于单相半波和全波 整流电路，故广泛应用于直流电源之中。 整流电路，故广泛应用于直流电源之中。 注意，整流电路中的二极管是作为开关运用的。 注意，整流电路中的二极管是作为开关运用的。 整流电路既有交流量，又有直流量，通常对: 整流电路既有交流量，又有直流量，通常对 输入（交流） 用有效值或最大值 用有效值或最大值； 输入（交流）—-用有效值或最大值； 输出（交直流）-—用平均值； 输出（交直流） 用平均值； 用平均值 整流管正向电流—-用平均值； 整流管正向电流 用平均值； 用平均值 整流管反向电压-—用最大值。 整流管反向电压 用最大值。 用最大值
（2）参数计算
根据图（ ）可知，输出电压是单相脉动电压。 根据图（b）可知，输出电压是单相脉动电压。通常 用它的平均值与直流电压等效。输出平均电压为 用它的平均值与直流电压等效。输出平均电压为：1 VO = VL = π
π
∫
0
2 2 2V 2 sin ω t d ω t = V 2 = 0 . 9V 2 π