整流滤波电路基础与总结

普通直流稳压电源都应用220伏市电作为电源，经由变压、整流、滤波后输送给稳压电路举行稳压，终究成为稳固的直流电源。这个过程当中的变压、整流、滤波等电路能够看做直流稳压电源的根底电路，没有这些电路对市电的后期处置，稳压电路将无奈失常事情。

1、变压电路

平日直流稳压电源应用电源变压器来转变输出到后级电路的电压。电源变压器由低级绕组、次级绕组和铁芯构成。低级绕组用来输出电源交换电压，次级绕组输入所需求的交换电压。普通的说，电源变压器是一种电→磁→电转换器件。即低级的交流电转化成铁芯的闭合交变磁场，磁场的磁力线切割次级线圈发生交变电动势。次级接上负载时，电路闭合，次级电路有交变电流经由过程。变压器的电路图标记见图2－3－1。

2、整流电路

经由变压器变压后的仍然是交流电，需求转换为直流电能力提供给后级电路，这个转换电路便是整流电路。在直流稳压电源中应用二极管的单项导电特点，将偏向变迁的交流电整流为直流电。

（1）半波整流电路

半波整流电路见图2－3－2。此中B1是电源变压器，D1是整流二极管，R1是负载。B1次级是一个偏向和巨细随时候变迁的正弦波电压，波形如图 2－3－3（a）所示。0～π时期是这个电压的正半周，这时候B1次级上端为正下端为负，二极管D1正领导通，电源电压加到负载R1上，负载R1中有电流经由过程；π～2π时期是这个电压的负半周，这时候B1次级上端为负下端为正，二极管D1反向截止，没有电压加到负载R1上，负载R1中没有电流经由过程。在 2π～3π、3π～4π等后续周期中重复上述进程，如许电源负半周的波形被“削”掉，失掉一个繁多偏向的电压，波形如图2－3－3（b）所示。因为如许失掉的电压波形巨细仍是随时候变迁，咱们称其为脉动直流。

设B1次级电压为E，现实状态下负载R1两头的电压可用上面的公式求出：

整流二极管D1经受的反向峰值电压为：

因为半波整流电路只应用电源的正半周，电源的应用服从异常低，以是半波整流电路仅在高电压、小电流等少数情况下应用，普通电源电路中很少应用。

（2）全波整流电路

因为半波整流电路的服从较低，因而人们很天然的想到将电源的负半周也应用起来，如许就有了全波整流电路。全波整流电路图见图2－3－6。相对半波整流电路，全波整流电路多用了一个整流二极管D2，变压器B1的次级也增加了一个中央抽头。这个电路实质上是将两个半波整流电路组合到一路。在0～π时期B1次级上端为正下端为负，D1正领导通，电源电压加到R1上，R1两头的电压上端为正下端为负，其波形如图2－3－7（b）所示，其电流流向如图2－3－8所示；在π～2π时期B1次级上端为负下端为正，D2正领导通，电源电压加到R1上，R1两头的电压仍是上端为正下端为负，其波形如图2－3－7（c）所示，其电流流向如图2－3－9所示。在2π～3π、3π～4π等后续周期中重复上述进程，如许电源正负两个半周的电压经由D1、D2整流后分别加到R1两头，R1上失掉的电压老是上正下负，其波形如图2－3－7（d）所示。

设B1次级电压为E，现实状态下负载R1两头的电压可用上面的公式求出：

整流二极管D1和D2经受的反向峰值电压为：

全波整流电路每一个整流二极管上流过的电流只是负载电流的一半，比半波整流小一倍。

（3）桥式整流电路

因为全波整流电路需求特制的变压器，制造起来比拟贫苦，因而涌现了一种桥式整流电路。这类整流电路应用一般的变压器，然则比全波整流多用了两个整流二极管。因为四个整流二极管连接成电桥方式，以是称这类整流电路为桥式整流电路。

由图2－3－13能够看出在电源正半周时，B1次级上端为正，下端为负，整流二极管D4和D2导通，电流由变压器B1次级上端经由D4、R1、D2回到变压器B1次级下端；由图2－3－14能够看出在电源负半周时，B1次级下端为正，上端为负，整流二极管D1和D3导通，电流由变压器B1次级下端经由 D1、R1、D3回到变压器B1次级上端。R1两头的电压始终是上正下负，其波形与全波整流时同等。

设B1次级电压为E，现实状态下负载R1两头的电压可用上面的公式求出：

整流二极管D1和D2经受的反向峰值电压为：

桥式整流电路每一个整流二极管上流过的电流是负载电流的一半，与全波整流沟通。

平日情形下桥式整流电路都简化成图2－3－17的方式。

（4）倍压整流电路后面先容的三种整流电路输入电压都小于输出交换电压的有效值假如需求输入电压大于输出交换电压有效值能够接纳倍压电路，见图2－3－18。由图 2－3－19可知，在电源的正半周，变压器B1次级上端为正下端为负，D1导通，D2截止，C1经由过程D1充电，充电后C1两头电压靠近B1次级电压峰值偏向为左端正右端负；由图2－3－20可知，在电源的负半周，变压器B1次级上端为负下端为正，D1截止，D2导通，C2经由过程D2充电，充电后C2两头电压靠近C1两头电压与B1次级电压峰值之和偏向为下端正上端因为负载R1与C1并联，当R1足够大时，R1两头的电压即为靠近2倍B1次级电压。

二倍压整流电路另有此外一种方式的画法，见图2－3－21道理与图2－3－18完整同等，只是体现方式不一样。

二倍压电路能够轻易扩大为n倍压电路详细电路见图2－3－22。

3、滤波电路

交流电经由整流失掉的是脉动直流如许的直流电源因为所含交换纹波很大不克不及间接用作电子电路的电源。滤波电路能够大大下降这类交换纹波成分，让整流后的电压波形变得比拟腻滑。

（1）电容滤波电路

电容滤波电路图见图2－3－23，电容滤波电路应用电容的充放电道理达到滤波感化。在脉动直流波形的上升段，电容C1充电因为充电时候常数很小以是充电速率很快；在脉动直流波形的下降段，电容C1放电因为放电时候常数很大以是放电速率很慢。在C1尚无完整放电时再次开端举行充电如许经由过程电容C1频频充放电完成了滤波感化。滤波电容C1两头的电压波形见图2－3－24（b）。

（2）电感滤波电路

电感滤波电路图见图2－3－26。电感滤波电路应用电感对脉动直流的反向电动势来达到滤波感化，电感量越大滤波结果越好。电感滤波电路带负载才能比较好，多用于负载电流很大场所。

（3）RC滤波电路应用两个电容和一个电阻构成RC滤波电路，又称π型RC滤波电路。见图2－3－27所示这类滤波电路因为增加了一个电阻R1交换纹波分管在R1上。R1和C2越大滤波结果越好，但R1过大又会造成压降过大，减小了输入电压普通R1应远小于R2。

（4）LC滤波电路

与RC滤波电路相对于另有一种LC滤波电路这类滤波电路综合了电容滤波电路纹波小和电感滤波电路带负载能力强好处。其电路图见图2－3－28。

（5）有源滤波电路

当对滤波结果请求较高能够经由过程增添滤波电容的容量进步滤波结果然则受电容体积限定，又不大概无限制增大滤波电容的容量这时候能够应用有源滤波电路。其电路方式见图2－3－29此中电阻R1是三极管T1的基极偏流电阻，电容C1是三极管T1的基极滤波电容，电阻R2是负载。这个电路实际上经由过程三极管T1缩小感化，将C1的容量缩小β倍，即相当于接入一个（β 1）C1的电容举行滤波。

图2－3－29中，C1可选择几十微法到几百微法；R1可选择几百欧到几千详细取值可根据T1肯定，β值高，R可取值稍大只需保障T1的集电极－发射极电压（UCE）大于1.5V即可。T1抉择时要注意耗散功率PCM必需大于UCEI假如事情发烧较大需求增添散热片。

有源滤波电路属于二次滤波电路，前级应有电容滤波等滤波电路不然无奈失常事情。

4、整流滤波电路总结

注：U为负载两头电压值；I为负载上电流值；e为整流二极管普通取0.7V经常使用无源滤波电路功能比较

（3）电容滤波电路输入电流巨细与滤波电容量瓜葛