U RM 2U2
第4章 直流稳压电源
4.1 整流滤波电路
三、滤波电路
整流电路输出的是脉动直流电，含有很大的交流成份，不能直接用作电子设 备的直流电源。
为此需要将脉动电流中的交流成份滤除掉，这一过程称为滤波。
滤波电路常用电容器和电感器等元件组成。 常用的有电容滤波器、电感滤波器和复式滤波器
第4章 直流稳压电源
第4章 直流稳压电源
4.1 整流滤波电路
三、滤波电路
1、电容滤波 波形及输出电压: 当RL=∞时， Uo 2U2 当RL为有限值时：
0.9U2 UO 2U2
通常取UO=1.2U2 RC越大UO越大 为获得良好滤波效果，一般取： RLC≥(3-5)T/2 T为输入交流电压的周期
第4章 直流稳压电源
第4章 直流稳压电源
4.1 整流滤波电路

二、整流电路
2、单相桥式整流电路 工作原理和输出波形:
第4章 直流稳压电源
4.1 整流滤波电路

二、整流电路
2、单相桥式整流电路 桥式整流电路的特点: 同方向的电流流过负载电阻RL，故RL上得到单 方 向全波脉动的直流电压。可见，桥式整流 电路输出电压为半波整流电路输出电压的两倍。 桥式整流电路与半波整流电路相比较，其输出 电压UO提高，脉动成分减小了。
第4章 直流稳压电源
4.1 整流滤波电路

二、整流电路
2、单相桥式整流电路 参数估算: 整流输出电压平均值：
Uo

1

0
2U sin(t )d (t )
2 2

U 2 0.9U 2
二极管平均电流：
ID
二极管最大反向电压：
U 1 U I O O 0.45 2 2 2 RL RL
4.1 整流滤波电路
三、滤波电路
1、电容滤波 选滤波电容
RLC≥(3-5)T/2
T=1/f=1/50=0.02s Uo≈1.2U2 当RL开路时
Uo 2U2
第4章 直流稳压电源
4.1 整流滤波电路
三、滤波电路
2、电感滤波 和 LC- 型滤波
第4章 直流稳压电源
4.1 整流滤波电路
三、滤波电路
2、电感滤波和 LC- 型滤波 电感滤波电路特点: 电感L起着阻止负载电流变化使之趋于平直的作用。 直流分量被电感L短路，交流分量主要降在L上，电 感越大，滤波效果越好。一般电感滤波电路只使用 于低电压、大电流的场合。 LC-型滤波的特点: 为了进一步减小负载电压中的纹波可采用型LC滤波 电路。由于C1、C2对交流容抗小，而电 感对交流阻 抗很大，因此，负载RL上的纹波电压很小。
二、整流电路
利用二极管的单向导电性可实现单相整流和三相整流。
单相整流多用小容量（200W以下）整流装置
三相整流多用于大容量整流装置。
第4章 直流稳压电源
4.1 整流滤波电路

二、整流电路
1、单相半波整流电路
单相半波整流电路图(a)所示，图中 Tr为电源变压器，用来将市电220V交 流电压变换为整流电路所要求的交 流低电压，同时保证直流电源与市 电电源有良好的隔离。设V为整流二 极管，令它为理想二极管，RL为要求 直流供电的负载等效电阻。
4.1 整流滤波电路
三、滤波电路
1、电容滤波 电容滤波电路:
+
第4章 直流稳压电源
4.1 整流滤波电路
三、滤波电路
1、电容滤波 工作原理: 设电容两端初始电压为零，并假定t=0时接通电路，u2为正半周， 当u2由零上升时，D1、D3导 通，C被充电，同时电流经D1、D3向 负载电阻供电。忽略二极管正向压降和变压器内阻，电容充电时 间常数近似为零，因此uo=uc≈u2，在u2达到最大值时，uc也达到 最大值，然后u2下降，此时，uc>u2，D1、D3截止，电容C向负载 电阻RL放电，由于放电时间常数τ =RLC一般较大，电容电压uc按 指数规律缓慢下降，当下降到|u2|>uc时，D2、D4导通，电容C再 次被充电，输出电压增大，以后重复上述充放电 过程。其输出 电压波形近似为一锯齿波直流电压。
第4章 直流稳压电源
本章主要内容： 整流滤波电路 稳压电路 单相可控整流电路
第4章 直流稳压电源
4.1 整流滤波电路

一、直流稳压电源的组成
直流稳压电源是一种当电网电压波动或负载改变时，能将输出电压维 持基本稳定的电源。其组成参见P83页-图4-1。一般由变压、整流、滤 波和稳压等几部分组成。
电源变压器用来将电网电压变换到设备所需的电压值；
整流电路用来将交流电压变换为单向脉动的直流电压； 滤波电路用来滤除整流后单向脉动电压中的交流成分，使之成为平滑 的直流电压； 稳压电路的作用是输入交流电源电压波动、负载和温度变化时，维持 输出直流电压的稳定。
第4章 直流稳压电源
4.1 整流滤波电路

第4章 直流稳压电源
4.2 稳压电路
稳压二极管
稳压二极管在工作 时应反接，并串入一只 电阻。 电阻起限流作用， 保护稳压管；其次是当 输入电压或负载电流变 化时，通过该电阻上电 压降的变化，取出误差 信号以调节稳压管的工 作电流，从而起到稳压 作用。
U RM
2U2
第4章 直流稳压电源
4.1 整流滤波电路

二、整流电路
整流二极管的选择： 依据IF≥ID=IL， 查阅有关半导体手册
1、单相半波整流电路
U RM ≥ 2U2
半波整流电路的特点: 负载上得到单方向的脉动电压，由于电路只在u2 的正半周有输出，所以称为半波整流电路。半 波整流电路结构简单，使用元件少，但整流效 率低，输出电压脉动大，因此，它只使用于要 求不高的场合。
Hale Waihona Puke 第4章 直流稳压电源4.2 稳压电路
一、稳压二极管及其稳压电路
稳压管的特性： 当工作在反向击穿时，流过稳压管的电流在相当大的范围内变化，其 两端电压基本不变。 利用该特性实现电源的稳压功能。 稳压电路的功能： 当电网电压变化或负载变化时通过电路保证输出电压基本不变。 硅稳压管稳压电路及稳压原理：
参见P90页
第4章 直流稳压电源
4.1 整流滤波电路

二、整流电路
1、单相半波整流电路 半波整流电路的参数估算： 变压器二次变压：
u2 2U2 sin(t )
输出电压的平均值： U 1 O 2


0
2U 2 sin(t )d (t ) 0.45U 2
U2 RL
流过二极管的平均电流： I D I O 0.45 二极管承受的反向峰值电压：