π 2π 3π 4π
+
ui _
u _
D3
RL _uo uo
D4
t
π 2π 3π 4π
解： 当D2或D4断开后电路为单相半波整流电路。正 半周时，D1和D3导通，负载中有电流流过，两端有 电压uo=u；负半周时，D1和D3截止，负载中无电流 通过，两端无电压，u0 = 0。波形如图所示。
+
D2
D1
二极管所承受的最大反向电压
VRmax 2 2V2
单相全波整流电路的脉动系数S与单相桥式 整流电路相同。
S

4
2V2 3π
2
2V2 π

2 3

0.67
单相桥式整流电路的变压器中只有交流电流 流过，而半波和全波整流电路中均有直流分量流 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。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。
VO
VL

1 π
π

0
2V2
sin td t

2 π
2
V2

0.9V2
流过负载的平均电流为
IL

2 2V2 π RL

0.9V2 RL
流过二极管的平均电流为
ID

IL 2

2V2 π RL

0.45V2 RL
二极管所承受的最大反向电压
VRmax 2V2
流过负载的脉动电压中包含有直流分量和 交流分量，可将脉动电压做傅里叶分析。此时 谐波分量中的二次谐波幅度最大，最低次谐波 的幅值与平均值的比值称为脉动系数S。
vO
2 2V2 (π

4 3π
cos2
t

4 15π
cos4
t


)
S

4
2V2 3π
2
2V2 π

2 3
0.67
（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 15.03所示。曲线 的斜率代表了整 流电路的内阻。
而使输入电压发生变化。
图16.01稳压电源方框图
16.1.2稳压电路的技术指标
用稳压电路的技术指标去衡量稳压电路性能 的高低。 VI和 IO引起的 VO可用下式表示
VO

VO VI
VI

VO IO
I O

S r VI

Ro I O
(1)稳压系数Sr
定义为
Sr
=
VO VI
16.1 稳压电路概述
16.1.1 引起输出电压不稳定的原因 16.1.2 稳压电路的技术指标
16.1.1 引起输出电压不稳定的原因
引起输出电压变化的原因是负载电流的变化和 输入电压的变化，参见图16.01。
即 VO = f (VI , IO )
负载电流的变化会在整流电 源的内阻上产生电压降，从
(4)电容滤波的计算
电容滤波的计算比较麻烦，因为决定输出电 压的因素较多。工程上有详细的曲线可供查阅。 一般常采用以下近似估算法：
一种是用锯齿波近似表示，即：
VL VO
2V2
(1

T 4RLC
)
另一种是在RLC=(35)T/ 2的条件下，近似认
为VL=VO=1.2V2 。(或者，电容滤波要获得较好的（4）电流调整率SI源自VO VIIO =0
有时稳压系数也用下式定义
Sr
=
VO VI
/ VO / VI
IO =0
一般特指ΔVi/Vi=±10%时的Sr
(2)电压调整率SV
SV
=1 VO
VO VI
100%
IO =0
(3)输出电阻Ro
Ro
=
VO I O
VI =0
当输出电流从零变化到最大额定值时， 输出电压的相对变化值。
效果，工程上也通常应满足RLC≥6~10。)
（5）外特性
整流滤波电路中，输出直流电压VL随负载 电流 IO的变化关系曲线如图15.09所示。
R L = , VO = 2V2
C 0 , VO = 0.9 V2
d
=
R
LC

(3～5)
T 2
VO 1.2 V2
图15.09 整流滤波电路的外特性
模拟电子技术基础
第十八讲
主讲 ：黄友锐
安徽理工大学电气工程系
15.1 单相整流电路 15.2 滤波电路
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，一般只用于低功耗便携式的 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：
电源的方框图如图15.01所示。
当正半周时二极管D1、D3导通，在负载 电阻上得到正弦波的正半周。
当负半周时二极管D2、D4导通，在负载 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15.02(b)。
（动画15-1） （动画15-2） (动画15-8exe）
（2）参数计算
根据图15.02（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：
例：单相桥式整流电路，已知交流电网电压 220 V，
负载电阻 RL = 50，负载电压
Uo=100V，试求
变压器的变比和容量，并 选择二极管。
解：整流电流的平均值 变压器副边电流有效值
Io

Uo RL
100 50
2
A
I = 1.11 Io= 2 1.11 = 2. 2 A 变压器容量 S = U I = 122 2.2 = 207. 8 VA
解：变压器副边电压有效值 U Uo 100 111 V 0.9 0.9
考虑到变压器副绕组及二极管上的压降，变 压器副边电压一般应高出 5%~10%，即取
U = 1.1 111 122 V 变比 K 220 1.8 每只二极管承受的最高反向电压 122
UDRM 2U 2 122 172 V
电，Ｃ充电，vC=vL 按正弦规律变化
；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RLC。 电容滤波过程见图15.07。
图15.07电容滤波波形图
需要指出的是，当放电时间常数RLC增加时，t1点要右移， t2点 要左移，二极管关断时间加
长，导通角减小，见曲线3；反
之，RLC减少时，导通角增加。
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:
输入（交流）—-用有效值或最大值； 输出（交直流）-—用平均值；
整流管正向电流—-用平均值；
整流管反向电压-—用最大值。
例：单相桥式整流电路，已知交流电网电压 为 220 V，负载电阻 RL = 50，负载电压 Uo=100V ， 试 求 变 压 器 的 变 比 和 容 量 ， 并 选择二极管。
5) T 2
为T基波周期
2
每管平均 电流 IL 0.5 IL
0.5 IL
0.5 IL
15.2.2 电感滤波电路
利用储能元件电感器Ｌ的电流不能突变的性 质以电感起，当中到把v的滤2电正电波感半流的周Ｌ将时作滞与，后用整Dv。21流。、电当D3负导路半电的周，负时载，ＲL相串联，也可
电感电中的感电滤流波将电经路由如D2、图D145提.1供0 。因 所图桥连示1D式续54.。电性的11路，导电所的四通感示对个角滤。称二都波性极是的， 管18波和D0°1电、形。感D图3中；如电D流2、的
（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 明。电容滤波电路如图15.06所示，在负载电阻 上并联了一个滤波电容C。
图15.06电容滤波电路
(3)滤波原理
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 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。
(a)电路图 图15.05 单相全波整流电路
(b)波形图
根据图15.05（b）可知，全波整流电路的输 出，与桥式整流电路的输出相同。输出平均电压 为：
VO
VL

1 π
π

0
2V2
sin td( t)
22 π
V2

0.9V2
流过负载的平均电流为：
Io

IL
2 2V2 π RL

0.9V2 RL
名称
半波整流
全波整流 电容滤波
桥式整流 电容滤波
桥式整流 电感滤波
VL(空载 ) 0 .45 V2
2V2 2V
2 0.9 V2
VL(带载 ) 0 .45 V2 1.2 V2* 1.2 V2* 0.9 V2
二极管反向 最大电压 2V 2 2 2V2
2V 2
2V 2
* 使用条件：
d

RLC

(3 ~
显然，当ＲL很小，即IL很大时，
电容滤波的效果不好，
见图15.08滤波曲线中的2。反
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 中的3。所以电容滤波适合输出 电流较小的场合。
图15.08 电容滤波的效果 (动画15-3） (动画15-4）
问题：有Ｃ 无ＲL 即空载，此时VC=VL=？
图15.10 电感滤波电路
图15.11 波形图
（动画15-5）
16.1 稳压电路概述 16.2 硅稳压二极管稳压电路 16.3 线性串联型稳压电源 16.4 开关型稳压电源