橋式整流和濾波電路

1、橋式整流和濾波電路,,一、單相橋式全波整流電路,1．電路如圖,V1～V4為整流二極管，電路為橋式結(jié)構(gòu)。,,（2）v2負(fù)半周時，如圖1.2.4（b）所示，A點電位低于B點電位，則V2、V4導(dǎo)通（V1、V3截止），i2自上而下流過負(fù)載RL；,圖1.2.4 橋式整流電路工作過程,2. 工作原理,（1）v2正半周時，如圖1.2.4（a）所示，A點電位高于B點電位，則V1、V3導(dǎo)通（V2、V4截止），i1自上而下流過負(fù)載RL；,,,,,,,由

2、波形圖1.2.5可見，v2一周期內(nèi)，兩組整流二極管輪流導(dǎo)通產(chǎn)生的單方向電流i1 和i2疊加形成了iL。于是負(fù)載得到全波脈動直流電壓vL。,優(yōu)點：輸出電壓高，紋波小， 較低。應(yīng)用廣泛。,3．負(fù)載和整流二極管上的電壓和電流,（1）負(fù)載電壓VL （1.2.9）,（2）負(fù)載電流IL （1.2.10）,（3）二極管的平均電流IV

3、 （1.2.11）,（4）二極管承受反向峰值電壓 （1.2.12）,[例1.2.1] 有一直流負(fù)載，需要直流電壓 V，直流電流 A。若采用橋式整流電路，求電源變壓器次級電壓 并選擇整流二極管。,查晶體管手冊，可選用整流電流為3安培，額定反向工作電壓為100伏的整流二極管2CZ12A（3A/100V）四只。

4、,二極管承受的反向峰值電壓,流過二極管的平均電流,因為,所以,解,圖1.2.8 半橋和全橋整流堆,優(yōu)點：電路組成簡單、可靠。,（1）半橋：2CQ型，如圖1.2.8（a）所示；（2）全橋：QL型，如圖1.2.8（b）所示。,整流元件組合件稱為整流堆，常見的有：,電磁爐、電視機均有應(yīng)用。,二、濾波電路,交流電壓,脈動直流電壓,直流電壓,3.濾波的方法：一般采用無源元件電容或電感，利用其對電壓、電流的儲能特性達(dá)到濾波的目的。,1

5、.作用：濾除脈動直流電中脈動成分。,2.種類：電容濾波器、電感濾波器、復(fù)式濾波器,特點：輸出端一較大容量的電解電容器與負(fù)載并聯(lián)。,1．電路,（一）電容濾波器,,2.原理:利用電容對電壓的充放電作用使輸出電壓趨于平滑。,3.應(yīng)用場合：該形式電路多用于小功率電源電路中。,工作原理分析：,1.設(shè)接通電源的瞬間(t=0)，電容兩端電壓uc=0;2.當(dāng)u2由零上升時，VD1、VD3導(dǎo)通，向電 容C充電，同時向負(fù)載RL提供電流;由于充電回路的電

6、阻很小，使uc與u2同步變化;3.當(dāng) u2到最大值時，在a點，uc隨u2達(dá)到峰值，如圖6．1．5(b)中的a點。,4.此后u2開始下降，u2uc，二極管VD2、VD4導(dǎo)通；7.u2經(jīng)VD2、VD4再次向電容充電，輸出電壓增大；8.當(dāng)u2到負(fù)最大值時，電容兩端電壓又達(dá)到峰值。以后隨著u2的周期性變化，電容不斷重復(fù)上述充、放電過程，輸 出電壓u0=uc，波形如圖6．1．5(b)中的實線所示。,輸出電壓估算公式為（負(fù)載）,（全波整流

7、、電容濾波）,U0=U2 （半波整流、電容濾波）,如果負(fù)載開路，輸出電壓是多少？,,（半波和全波整流、電容濾波）,圖1.3.3 帶電感濾波器,（三）電感濾波器,1. 電路,特點：電感值較大的電感與負(fù)載串聯(lián),2. 工作原理：,利用流過電感電流不能突變原理平滑輸出電流。,當(dāng)電路電流增加時，線圈中自感電動勢與電流反向，阻礙電流增加，電感存儲磁場能；當(dāng)電流減小時，線圈中自感電動勢與電流同向，阻礙電流減小，電感釋放能量。使負(fù)載電流比較平滑，

8、從而得到比較平滑的直流電壓。,,3.應(yīng)用：較大功率電源。,4.缺點：體積大、重量大。,（3）應(yīng)用：較大功率電源中。,（四）復(fù)式濾波器,結(jié)構(gòu)特點：電容與負(fù)載并聯(lián)，電感與負(fù)載串聯(lián)。,性能特點：濾波效果好。,1. L型濾波器,（1）電路：,（2）原理：整流輸出的脈動直流經(jīng)過電感L，交流成分被削弱，再經(jīng)過電容C濾波，就可在負(fù)載上獲得更加平滑的直流電壓。,圖1.3.4 L型濾波器橋式整流電路,2. Π型濾波器,圖1.3.5 Π型濾波器橋式

9、整流電路,（3）應(yīng)用：小功率電源中。,（2）原理： 整流輸出的脈動直流經(jīng)過電容C1濾波后，再經(jīng)電感L和電容C2濾波，使脈動成分大大降低，在負(fù)載上可獲得平滑的直流電壓。,（1）電路：,【例l-1】 電路如圖1—2所示，二極管導(dǎo)通電壓UD約為0.7V。試分別估算開關(guān)斷開和閉合時輸出電壓的數(shù)值。,當(dāng)開關(guān)S斷開時，二極管因加正向電壓而處于導(dǎo)通狀態(tài)，故輸出電壓: Uo=U1-UD≈(6-0．7)V=5.3V,當(dāng)開關(guān)閉合時，二極管

10、外加反向電壓，因而截止，故輸出電壓： U0=U2=12V,【例l—2】 某同學(xué)在測量一個二極管的反向電阻時，為了使表筆和二極管接觸得好一些，他用手把兩端捏緊，結(jié)果發(fā)現(xiàn)管子的反向電阻比較小，認(rèn)為不合格，但用在電路上卻工作正常，這是什么原因?,【例l—3】 利用穩(wěn)壓二極管或二極管的正向壓降，是否也可以穩(wěn)壓?,【例l—4】 在圖1—3所示電路中，發(fā)光二極管導(dǎo)通電壓U。=1.5 v，正向電流在5～l5 mA時才能正常工作。試問：(

11、1)開關(guān)S在什么位置時發(fā)光二極管才能發(fā)光? (2)R的取值范圍是多少?,【例l-5】 VZ1和VZ2為兩只穩(wěn)壓二極管，穩(wěn)壓值分別為6.5 V和5 V。求圖1—4所示電路的穩(wěn)壓值。,圖(a)中，因VZ2首先達(dá)到穩(wěn)壓值5 V，因此，電路的穩(wěn)壓值即為5 V。 值得指出的是，穩(wěn)壓二極管并聯(lián)，通常起作用的只有一個，所以除在特殊情況下，穩(wěn)壓二極管都不并聯(lián)使用。,圖(b)中，VZ2工作在反向擊穿區(qū)5 V，而VZ1正向?qū)?，它的正向?qū)?/p>

12、電壓為0.7 V，兩只穩(wěn)壓二極管串聯(lián)，故電路的穩(wěn)定電壓為(5+0.7)V=5.7 V。,圖(c)中，VZ1首先正向?qū)ǎ鋵?dǎo)通電壓為0.7 V，電路的穩(wěn)定電壓即被鉗于0.7 V。,【例l—6】 一個純電阻負(fù)載單相橋式整流電路搭建完成后，通電進(jìn)行試驗，一接通電源，二極管馬上冒煙。試分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。,【例l—7】 已知一橋式整流電路的負(fù)載RL=100Ω，要求它的輸出電壓為12 V，試計算： (1)變壓器二次繞組電壓U2。