电容滤波电路桥式电路课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/4/21,#,1,常用滤波电路,交流,电压,脉动,直流电压,整流,滤波,直流,电压,1 常用滤波电路交流脉动整流滤波直流,2,一,.,滤波电路的作用、滤波元件和电路类型,交流,电压,脉动,直流电压,整流,滤波,直流,电压,1.,作用,滤除,_,成分,使输出电压变得,_,2.,滤波元件,3.,类型,电容和电感,电容滤波、电感滤波、复式滤波（,L,-,C,型、,LC,型、,RC,型）,2 一.滤波电路的作用、滤波元件和电路类型交流脉动整流滤波,3,(,一,),、电容滤波电路,1,电路组成,a,桥式整流电容滤波电路,u,1,u,2,u,1,b,D,4,D,2,D,1,D,3,R,L,u,o,S,C,二,.,常用滤波电路,3(一)、电容滤波电路1电路组成a桥式整流电容滤波电路u1,4,（,1,）,S,断开：即,R,L,未接入时,(,电容初始电压为,0),：,u,2,t,u,o,t,设,t,1,时刻接通电源,t,1,整流电路为电容充电,充电结束,没有电容时的输出波形,u,c,u,o,=,u,c,=,U,2,2,工作原理,4（1）S断开：即RL未接入时(电容初始电压为0)：u2tu,5,（,2,）,S,闭合：即,R,L,接入时（假设,R,L,是,u,2,在从0上升时接入）,u,2,t,u,o,t,无滤波电容,时的波形,加入滤波电容,时的波形,5（2）S闭合：即RL接入时（假设RL是u2在从0上升时接入,6,u,o,t,u,2,上升,u,2,大于电容,上的电压,u,c,u,2,对电容充电，,u,o,=,u,c,u,2,u,2,下降，,u,2,小于电容上的电压。,二极管承受反向电压而截止。,电容,C,通过,R,L,放电，,u,c,按指数,规律下降，时间常数,=,R,L,C,电容滤波电路应用场合：,一般适用于输出电流较小且负载变化不大的场合。,6uotu2上升,u2大于电容u2下降，u2小于电容上的,7,4,滤波电容的耐压,桥式整流电容滤波,U,o,(AV),1.2,U,2,3,输出电压的计算,半波整流电容滤波,U,o,(AV),U,2,空载时,U,o,(AV),1.4,U,2,U,RM,74滤波电容的耐压桥式整流电容滤波,8,例题,8例题,9,1.,电路结构,:,在桥式整流电路与负载间串入一电感,L,就构成了电感滤波电路。,u,2,u,1,R,L,L,u,o,（二）、电感滤波电路,91.电路结构:在桥式整流电路与负载间串入一电感L就构成,10,2.,电感滤波原理,对谐波分量,:,f,越高，,X,L,越大,电压大部分降在,X,L,上。,因此，,在输出端得到比较平滑的直流电压。,U,o(AV),0.9,U,2,当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压,:,u,2,u,1,R,L,L,u,o,对直流分量,:,X,L,=0,相当于短路,电压大部分降在,R,L,上,102.电感滤波原理对谐波分量:f 越高，XL 越大,11,三、其他形式的滤波电路,改善滤波特性的方法：,采取多级滤波。如：,L,-,C,型滤波电路：,在电感滤波后面再接一电容。,RC,型滤波电路：,在电容滤波后再接一级,RC,滤波电路。,性能及应用场合分别与电容滤波和电感滤波相似。,LC,型滤波电路：,在电容滤波后面再接,L,-,C,型,滤波电路。,11三、其他形式的滤波电路改善滤波特性的方法：采取多级滤波。,12,.,RC,型,滤波器,改善滤波特性的方法：,采取多级滤波,u,o,R,u,2,u,1,C,1,C,2,u,o,1,R,L,RC,型,滤波器,12.RC 型滤波器改善滤波特性的方法：采取多级滤,13,u,o,R,u,2,u,1,C,1,C,2,u,o,1,R,L,13uoRu2u1C1C2uo1RL,14,、,L,-,C,型滤波电路,u,2,u,1,L,u,o,C,R,L,u,o,1,14、L-C 型滤波电路u2u1LuoCRLuo1,15,、,LC,型滤波电路,u,2,u,1,L,u,o,C,2,R,L,u,o,1,C,1,显然，,LC,型滤波电路输出电压的脉动系数比只有,LC,滤波时更小，,波形更加平滑,；由于在输入端接入了电容，因而较只有,LC,滤波时，,提高了输出电压,。,请自行分析,LC,型滤波电路的输出电压和脉动系数等基本参数。,15、LC 型滤波电路u2u1LuoC2RLuo1C,16,10.4,稳压二极管稳压电路,稳压电路的作用,:,使直流电路在电网波动、负载变化、温度变化等因素影响下保证输出电压稳定。,交流,电压,脉动,直流电压,整流,滤波,有波纹的,直流电压,稳压,直流,电压,1610.4 稳压二极管稳压电路 稳压电路的作用,17,一,.,稳压电源类型,以下主要讨论线性稳压电路。,稳压二极管,稳压电路,开关型,稳压电路,线性,稳压电路,常用稳压电路,(,小功率设备,),电路最简单，但是带负载能力差，一般只提供基准电压，不作为电源使用。,效率较高，目前用的也比较多，但因学时有限，这里不做介绍。,17一.稳压电源类型以下主要讨论线性稳压电路。稳压二极管稳,18,二,.,稳压电路的主要性能指标,(1),稳压系数,S,（越小越好）,稳压系数,S,反映电网电压波动时对稳压电路的影响。定义为当负载固定时，输出电压的相对变化量与输入电压的相对变化量之比。,(2),输出电阻,R,o,（越小越好）,输出电阻用来反映稳压电路受负载变化的影响。定义为当输入电压固定时输出电压变化量与输出电流变化量之比。它实际上就是电源戴维南等效电路的内阻。,18二.稳压电路的主要性能指标(1)稳压系数 S（越小越好,19,u,i,I,Zmin,I,Zmax,稳压管稳压电路具有电路简单、元件数量少等优点，应用较为广泛。适用于负载电流小、负载电压不变的场合。,三,.,稳压管稳压电路,19uiIZminIZmax稳压管稳压电路具有电路简单、元件,20,从稳压管的特性可知，在电路中若能使稳压管始终工作在稳压区内，即：使稳压管的电流,I,Z,满足条件：,I,Zmin,I,Z,I,Zmax,则输出电压,U,O,基本上保持不变，约为,U,Z,。,u,i,I,Zmin,I,Zmax,U,Z,所以稳压二极管的稳压作用是利用稳压管中电流的调节实现稳压目的。电路中,R,必不可少，其作用是限流和电压、电流补偿。,20从稳压管的特性可知，在电路中若能使稳压管始终工作在稳压区,21,通过对电路分析容易得到关系式：,1,、稳压管稳压电路的工作原理,当电网电压变化时：,以上过程是利用 关系中，使,，从而实现,U,O,的稳定。,21 通过对电路分析容易得到关系式：1、稳压管,22,当负载发生变化时：,以上过程是利用 关系中，使,，使,I,R,基本不变而实现,U,O,的稳定。,22当负载发生变化时：以上过程是利用,23,2,、稳压管稳压电路的性能指标,稳压管稳压电路的性能指标主要有稳压系数,S,r,、输出电阻,R,O,、电压调整率、电流调整率、最大纹波电压、温度系数等。主要了解前两个。,S,r,定义为：,在负载固定时稳压电路输出电压相对变化量与输入电压相对变化量之比。,S,r,反映电网波动对输出电压的影响，其值越小说明稳压性能越好。,232、稳压管稳压电路的性能指标 稳压管稳压电路的性能,24,R,O,定义为：,在输入电压固定时，稳压电路输出电压变化量与输出电流变化量之比。,R,O,反映负载波动对稳压电路的影响，其值越小说明稳压电路带负载能力越强。,在只考虑变化量条件下，稳压管稳压电路可等效为如图形式，,r,z,为稳压管的动态电阻。,+,-,U,I,U,O,+,-,I,Z,I,O,D,Z,R,L,R,限流电阻,I,R,+,-,U,I,U,O,+,-,R,L,R,r,z,24RO定义为：在输入电压固定时，稳压电路输出电压变化量与输,25,脉动系数,S,r,：,S,r,=,(,U,O,/,U,I,),(,U,I,/,U,O,),+,-,U,I,U,O,+,-,R,L,R,r,z,输出电阻,R,O,：,R,O,=,R,/,r,z,r,z,(R,r,z,),(R,r,z,),另外，用电网电压波动,10%,时,U,O,的变化量,U,O,作为衡量指标，称为,电压调整率,。,用,I,O,从,0,变到额定值时，,U,O,的变化量作为衡量指标，称为,电流调整率。,25脉动系数Sr：Sr=(UO/UI)(UI/UO),26,3,、稳压管稳压电路的参数选择,首先应确定输出电压,U,O,，输出电流范围,I,omin,、,I,omax,（或,R,Lmax,、,R,Lmin,），输入电压,U,I,波动范围（一般为,10%,）等，据此选择整流、滤波、稳压元件参数。,（,1,）,U,I,的选择,根据经验，一般选择,U,I,=,（,23,）,U,O,确定,I,i,：该电流的选择原则为,I,i,I,omax,。,263、稳压管稳压电路的参数选择 首先应确定输出,27,（,2,）稳压管的选择,U,Z,=U,O,I,ZM,I,Z,I,omax,I,omin,I,ZM,I,omax,+I,Z,（,3,）限流电阻的选择,由,得,限流电阻的功率：,（空载时）,27（2）稳压管的选择UZ=UOIZMIZ Iomax,28,输出电流小，输出电压不可调节；,结构简单、方便，使用元件少；,适用于,I,O,较小，,U,O,不变的场合，如作电压基准。,稳压管稳压电路的特点：,28输出电流小，输出电压不可调节；结构简单、方便，使用元件少,29,作业：,P556557,9,、,10,11,、,12,29作业：P556557,