iD 负载电流平均值 n 倍压整流的段数 f 交流电的频率
二 倍流整流电路
适用于输出电压比较低、输出电流比较大，效率要求较 高的使用场合。
1 电路
iT
D1
iL1 iL 2
C1 RL
UT
iT
iL1
L1 D1 D2 L2 C1
iL1
UT
L1 L2
iL
RL
iL 2
D2
iL 2
(a) * 电路（a）适合应用共阳极二极管 * 电路（b）适合应用共阴极二极管
iT
D1
uT
t
iL1 iL 2
C1 RL
iL1
UT
iL1 iL 2 iL1 iL 2
t t
t
L1 L2
iL 2
D2
①二极管D1、 D2均导通， 电感L1 、L2 均为续流状态。 ②电感电流iL1 、iL2分别通 过二极管D1、 D2续流， iL1 、iL2 线性下降。 * 开关状态3（t2～ t3） ①二极管D2导通、 D1截 止，电感L2的电流经二极管D2 续流，iL2线性下降、 。
(3) 其他
* 输入输出线应靠近机柜低部布线，以减少耦合；将输入 输出线严格分开，不要将他们捆在一起。
§2.2 整流电路
一 倍压整流电路及应用
指导思想 利用二极管的整流和引导作用，将电压分别存 在每一个电容上，然后把它们按同极性相加的原则串联起来。
1 二倍压整流电路
(1) 电路 (2) 分析
ui
D1


可推出：
Win C 2 2 ( 2U L min ) ( 2U L min U pp )
以上公式中电容的单位为法拉、电压的单位为伏特、能量 W的单位为焦耳、功率的单位为瓦特。
（4）需要注意的问题
* 如电容量大，可采用多个并联； * 如要求电容耐压较高，可采用多个串联；
* 电容存在串联等效电阻ESR和串联等效电感ESL，由于要吸 收变换器回馈的高频脉冲电流，电容上的直流电压会产生高频尖 峰电压； * 为了抑制产生的高频尖峰电压，可在电解电容两端并联无 极性小容量高频电容；
* 当在正弦峰值时合闸，产生的瞬间充电电流最大，滤波 电容的容量决定了该电流持续时间的长短。
* 当多台电源并联时，更为严重，会对电网产生很大冲击， 使其他设备无法正常工作，甚至跳闸。
* 必须采取措施，限制合闸瞬间的电流冲击，以达到下列 目的： ① 保护输入回路中的断路器、熔断器、整流桥 ② 减小对其他设备的影响 ③ 提高电源自身的寿命和可靠性
* CY 电容的容量要受到限制，以便在额定频率和额定电 压的作用下，控制流过其漏电流的大小。 * CY 电容的耐压性能对保护工作人员的人身安全具有重 要意义。 * CY 电容的电容量，GJB151规定应不大于0.1微法。
(3) 共模电感和差模电感
* 对共模电感的要求，既能在较高的频率下工作，又有较 大的磁导率，这样可以用较少的绕组匝数获得较大电感量，同 时也可以减少共模电感的分布电容。 * 共模电感绕组匝数的减少，可以降低共模电感的损耗和 温升。 * 共模电感的磁芯，一般选用镍-锌铁氧体、坡莫合金或微 晶合金。
（3）经验计算
A. 明确线电压有效值
U L min～U L max
B. 明确线电压峰值
2U L min～ 2U L max
C. 整流滤波后，直流电压的最大脉动值： 单相输入
U pp 2U L min (20%～ 25%)
三相输入
U pp 2U L min (7%～10%)
D. 整流滤波后的直流电压：
C1 RL
D2
C2
* ui上端为正、下端为负时，D1导通、C1充电； * ui上端为负、下端为正时，D2导通、C2充电； * 并且UC1= UC1= UC，这样U0= 2UC 。
(3) 应用：110V、220V通用输入整流滤波电路
* 110V输入 在A、D端输入交流，A、C并联； D1、 D3并联， D2、 D4并联； 相当于倍压整流电路。 * 220V输入 在A、C端输入交流，D端悬空； D1、 D3、 D2、 D4并构成全桥整流电路；
动。
(2)共模噪声
相线与地和中线与地间存在的EMI信号
~
特征 二者大小相等，相位相同，如雷电等。
3. 基本结构
(1) 基本结构
* 一般，由若干支电容和电感构成。
L L1 CX L2 N
* L1、L2—共模电感线圈/共模扼流圈，绕在同一磁芯上， 匝数相同，绕向相反。 * L1、L2两只线圈内电流产生的磁通相互抵消，不使磁环达 到磁饱和状态，从而使电感值保持不变，对相线或中线对地所形 成的共模干扰具有抑制作用； * 即L1与CY1、L2与CY2分别构成 低通滤波器，可抑制电源线上存在的 共模噪声。
* 如最后选定电容量C，则整流滤波后的最小直流电压为：
Win U in min ( 2U L min ) C
2
3 纹波电压
I dc t U cr C
t 整流电路非导电时间，如50赫兹交流全波整流约为7ms。
4 改进方法
* 单纯的电容滤波电路，滤波电容充放电电流大、寿命短、 可靠性差、网侧功率因数低；
* 滤波器应安装在机柜底部离设备电源入口尽量近的部位； * 不要让未经过滤波器的电源线在机柜内迂回； * 如果交流电源进入机柜内到电源滤波器有较长的距离， 则这段线应加以屏蔽。
(2) 接地
* 滤波器的外壳必须用截面积大的导线以最短的距离与机 壳连为一体；
* 要尽量使滤波器的接地点与机壳接地点保持最短的距离；
( 2U L min U pp )～ 2U L max
为保证直流电压最小值符合要求，每个周期电容所提供的 能量为：
Pin Win Afmin
Pin
Pout

式中A单相输入时取1，三相输入时取3。 又因为，每半个周期输入滤波电容所提供的能量为：
1 1 Win C ( 2U L min ) 2 ( 2U L min U pp ) 2 2 2
2. 抑制方法和原则
* 在滤波电容充电回路中短时间串联限流电阻
* 在交流电压最大值时，冲击电流最大不超过交流输入电流 的5倍。
(1)限流电阻的计算
U max sin t Ic r RS
IDC RS IC RLC C
Ud
r 输入回路的等效电阻
(2) 限制时间的确定
* 单相 （3~5）RC * 三相 （2~3）RC
L1 L CY1 E
CY1 E CY2
* L1、L2的漏感和旁路电容能抑制串模干扰。
L L
* 也可加入差摸电感。
L Ld CX Ld N L2
N
L1 CY1 E CY2
CX
1 CY 2
(2) Cx CY
* Cx 电容指用于如下场合的电容：当电容失效后，不会导 致工作人员遭受电击，不危及人身安全。 * Cx 分为X1和X2两类，X1等级的电容用于峰值电压大于 1200V的场合， X2等级的电容用于峰值电压不大于1200V的场合。
Ii 2fCYUi
* 如设转折频率为fR，则可确定共模电感，有如下关系：
1 fR 2 L CY
* 也可先选定电容CX后，确定差模电感，有如下关系：
1 fR 2 LDC X
* 转折频率fR 的确定，可参考杨玉岗编写的《现代电力电 子技术的磁技术》一书。
4 EMI滤波器的安装
(1) 安装位置
(b)
2 原理
* 以电路（a）为例分析 * 当电感电流连续时，倍流 整流电路在1个周期内经历4个不 同的开关状态。 * 其中，开关状态2与开关 状态4是相同的。 * uT为变压器副边电压，当 其上端为+、下端为-时，uT为正。 * 开关状态1（t0～ t1）
uT
t
iL1 iL 2 iL1 iL 2
* 用多支并联，耐功率冲击性能会有明显提高。
三 输入EMI滤波器
1. 作用
(1) 防止电源输入侧串入噪声，保护开关电源。 (2) 抑制开关电源产生的噪声反馈到输入电源（电网） 中，危害其他设备。
2. 传导噪声
传导噪声由差模噪声和共模噪声构成
(1)差模噪声
相线与中线间存在的干扰信号
~
特征 二者大小相等、相位相反，如电网电压的瞬时波
是输入电容充电结束的必要时间
3. 典型电路
(1) 串联普通电阻
* 用时间继电器，上电后通过限流电阻给滤波电容充电， 设定时间到后，继电器常开触点闭合，限流电阻被短路。
* 用继电器，上电后通过限流 电阻给滤波电容充电，同时检测滤波 电容两端电压，并以此决定继电器常 开触点闭合时刻。
特点 产生的直流压降低，功耗 小，机械触点。
1 电容量大小的影响
（1）电容量太小
* 滤波后的直流电压的脉动就会比较大，为了得到所要求的 输出电压，需要过大的占空比调节范围和过高的闭环增益。 * 滤波后的直流电压最小值也比较小，要求高频变压器原副 边匝比变小，并使开关管中的电流增加，输出整流二极管的反向 电压增加。
（2）电容量太大
* 充电电流脉冲宽度变窄，幅值增大，导致输入功率因数降 低、EMI增加。 * 过高的输入电流（有效值），使得输入整流二极管和滤波 电容损耗增加。
RS IC
RLC C
Ud
* 也可用单向可控硅代替继电器 特点 功耗小，无机械触点，但有1V左右的压降，会产生一 定的功耗。
(2) 串联功率热敏电阻
* 功率热敏电阻冷态时，阻值大，符合抑制要求； * 功率热敏电阻热稳态时，阻值小，功耗低；
特点 不需要其他辅助电路。
(3) 注意
* 电阻应选耐功率冲击性能较强的，如水泥电阻；
2 电容量的选择方法
（1）根据经验