整流滤波全桥电路课件

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,*,.,*,直流稳压电源的,整流滤波电路,1,.,直流稳压电源的1.,直流稳压电源的电路图,2,.,直流稳压电源的电路图2.,电源变压器:将交流电网电压,u,1,变为合适的交流电压,u,2,。,整 流 电 路,滤 波 电 路,稳 压 电 路,u,1,u,2,u,3,u,4,u,o,整 流 电 路,滤 波 电 路,稳 压 电 路,整流电路:将交流电压,u,2,变为脉动的直流电压,u,3,。,滤波电路:将脉动直流电压,u,3,转变为平滑的直流电压,u,4,。,稳压电路:清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压,u,o,的稳定。,直流稳压电源的组成和功能,3,.,电源变压器:将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2。整,整流电路的任务：,把交流电压转变为直流脉动的电压。,一、单相整流电路,常见的小功率整流电路，有单相半波、全波、桥式和倍压整流等。,为分析简单起见，把二极管当作理想元件处理，即二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。,4,.,整流电路的任务：把交流电压转变为直流脉动的电压。一、单相整流,1、单相半波整流电路的工作原理,u,2,0,时，二极管导通。,i,L,u,1,u,2,a,T,b,D,R,L,u,o,忽略二极管正向压降：,u,o,=,u,2,u,1,u,2,a,T,b,D,R,L,u,o,i,L,=0,u,2,0 时，二极管导通。i,u,o,(4)输出电压平均值（,U,o,）：,(1)输出电压波形：,u,1,u,2,a,T,b,D,R,L,u,o,i,L,(3)二极管上承受的最高电压：,(2)二极管上的平均电流：,I,D,=,I,L,6,.,uo(4)输出电压平均值（Uo）：(1)输出电压波形,2、单相全波整流电路的工作原理,u,1,u,2,a,T,b,D,1,R,L,u,o,D,2,u,2,i,L,(4),u,o,平均值,U,o,：,U,o,=0.9,U,2,(1)输出电压波形：,(2)二极管上承受的最高电压：,u,o,(3)二极管上的平均电流：,7,.,2、单相全波整流电路的工作原理u1u2aTbD1RLuoD,3、单相桥式整流电路的工作原理,桥式整流电路,+,-,u,2,正半周时电流通路,u,1,u,2,T,D,4,D,2,D,1,D,3,R,L,u,o,8,.,3、单相桥式整流电路的工作原理桥式整流电路+-u2正半周时电,桥式整流电路,-,+,u,0,u,1,u,2,T,D,4,D,2,D,1,D,3,R,L,u,2,负半周时电流通路,9,.,桥式整流电路-+u0u1u2TD4D2D1D3RLu2负半周,u,2,0,时,D,1,D,3,导通,D,2,D,4,截止,电流通路:,A,D,1,R,L,D,3,B,u,2,0 时D1,D3导通u20 时D2,D4导通输出是脉,几种常见的硅整流桥外形：,+A C -,+-,+-,11,.,几种常见的硅整流桥外形：+A C -+-,4 、整流电路的主要参数,1.整流输出电压平均值（,U,o,）,全波整流时，负载电压,U,o,的平均值为:,负载上的(平均)电流:,（1）整流输出电压的平均值与脉动系数,整流输出电压的平均值,U,o,和输出电压的脉动系数,S,是衡量整流电路性能的两个主要指标。,12,.,4 、整流电路的主要参数 1.整流输出电压平均值（Uo,S,定义：,整流输出电压的基波峰值,U,o,1,m,与平均值,U,o,之比。,2.脉动系数,用傅氏级数对全波整流的输出,u,o,分解后可得:,13,.,S定义：整流输出电压的基波峰值Uo1m与平均值Uo之比。2,平均电流,(,I,D,),与反向峰值电压,(,U,RM,),是选择整流管的主要依据。,例如：,在桥式整流电路中，每个二极管只有半周导通。因此，流过每只整流二极管的平均电流,I,D,是负载平均电流的一半。,二极管截止时两端承受的最大反向电压：,（2）平均电流与反向峰值电压,14,.,平均电流(ID)与反向峰值电压(URM)是选择整流管的主要依,5、倍压整流电路的工作原理,（一）二倍压整流电路,u,2,的正半周时：,D,1,导通，,D,2,截止，理想情况下，电容,C,1,的电压充到：,u,2,的负半周时：,D,2,导通，,D,1,截止，理想情况下，电容,C,2,的电压充到：,负载上的电压：,+,u,1,u,2,+,D,1,C,2,C,1,D,2,u,o,R,L,15,.,5、倍压整流电路的工作原理（一）二倍压整流电路u2的正半周时,+,（二）多倍压整流电路,+,u,2,的第一个正半周：,u,2,、,C,1,、,D,1,构成回路，,C,1,充电到：,u,2,的第一个负半周：,u,2,、,C,2,、,D,2,、,C,1,构成回路，,C,2,充电到：,C,1,u,1,u,2,D,1,D,2,D,3,D,4,D,5,D,6,C,3,C,5,C,2,C,4,C,6,16,.,+（二）多倍压整流电路+u2的第一个正半周：u2、C1、,+,+,+,+,+,+,C,1,u,1,u,2,D,1,D,2,D,3,D,4,D,5,D,6,C,3,C,5,C,2,C,4,C,6,u,2,的第二个正半周：,u,2,、,C,1,、,C,3,、,D,3,、,C,2,构成回路，,C,1,补充电荷，,C,3,充电到：,u,2,的第二个负半周：,u,2,、,C,2,、,C,4,、,D,4,、,C,3,、,C,1,构成回路，,C,2,补充电荷，,C,4,充电到：,把电容接在相应电容组的两端，即可获得所需的多倍压直流输出。,17,.,+C1u1u2D1D2D3D4D5D6,二、滤波电路,滤波电路的结构特点:,电容与负载,R,L,并联，或电感与负载,R,L,串联。,交流,电压,脉动,直流电压,整流,滤波,直流,电压,原理：,利用储能元件,电容,两端的电压(或通过,电感,中的电流)不能突变的特性,滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。,18,.,二、滤波电路滤波电路的结构特点:电容与负载 RL 并联，或,（一）电容滤波电路,（1）未加滤波电容的情形,19,.,（一）电容滤波电路（1）未加滤波电容的情形19.,（1）加入滤波电容的情形,20,.,（1）加入滤波电容的情形20.,单向桥式整流电容滤波电路如图所示。,（一）全波整流电容滤波,桥式整流电容滤波电路,a,u,1,u,2,u,1,b,D,4,D,2,D,1,D,3,R,L,u,o,S,C,+,21,.,单向桥式整流电容滤波电路如图所示。（一）全波整流电容滤波桥式,1.,R,L,未接入时,(忽略整流电路内阻),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,a,u,1,u,2,u,1,b,D,4,D,2,D,1,D,3,R,L,u,o,S,C,+,22,.,1.RL未接入时(忽略整流电路内阻)u2tuot设t1时,2.,R,L,接入（且,R,L,C,较大）时,(忽略整流电路内阻),u,2,t,u,o,t,电容通过,R,L,放电，在整流电路电压小于电容电压时，二极管截止，整流电路不为电容充电，,u,o,会逐渐下降。,a,u,1,u,2,u,1,b,D,4,D,2,D,1,D,3,R,L,u,o,S,C,+,23,.,2.RL接入（且RLC较大）时 (忽略整流电路内阻)u,u,2,t,u,o,t,只有整流电路输出电压大于,u,o,时，才有充电电流,i,D,。因此整流电路的输出电流是脉冲波。,整流电路的输出电流,i,D,a,u,1,u,2,u,1,b,D,4,D,2,D,1,D,3,R,L,u,o,S,C,+,i,D,可见，采用电容滤波时，整流管的导通角较小。,24,.,u2tuot只有整流电路输出电压大于uo时，才有充电电流iD,u,2,t,u,o,t,电容充电时，电容电压滞后于,u,2,。,整流电路的输出电流,R,L,C,越小，输出电压越低。,3.,R,L,接入（且,R,L,C,较大）时,(考虑整流电路内阻),a,u,1,u,2,u,1,b,D,4,D,2,D,1,D,3,R,L,u,o,S,C,+,25,.,u2tuot电容充电时，电容电压滞后于u2。整流电路的输出电,一般取,(,T,:电源电压的周期),近似估算:,U,o,=1.2,U,2,。,(2)流过二极管瞬时电流很大。,R,L,C,越大,U,o,越高,负载电流的平均值越大;,整流管导电时间越短,i,D,的峰值电流越大,故一般选管时，取,（二）电容滤波电路的特点,(1)输出电压,U,o,与放电时间常数,R,L,C,有关。,R,L,C,愈大,电容器放电愈慢,U,o,(平均值)愈大,26,.,一般取(T:电源电压的周期)近似估算:Uo=1.2U2。(2,输出波形随负载电阻,R,L,或,C,的变化而改变,U,o,和,S,也随之改变。,如:,R,L,愈小(,I,L,越大),U,o,下降多,S,增大。,结论：,电容滤波电路适用于输出电压较高，负载电流较小且负载变动不大的场合。,(3)输出特性(外特性),u,o,电容,滤波,纯电阻负载,1.4,U,2,0.9,U,2,0,I,L,27,.,输出波形随负载电阻 RL 或 C 的变化而改变,Uo 和如,（二）电感滤波,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。,电感滤波电路,u,2,u,1,R,L,L,u,o,28,.,（二）电感滤波电路结构:在桥式整流电路与负载间串入一电感,1、滤波原理,对直流分量:,X,L,=0 相当于短路,电压大部分降在,R,L,上。,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,=0.9,U,2,当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压约为：,u,2,u,1,R,L,L,u,o,29,.,1、滤波原理对直流分量:XL=0 相当于短路,电压大部分,（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。,30,.,（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,u,o,R,u,2,u,1,C,1,C,2,u,o,1,R,L,1、,RC,型滤波电路,31,.,uoRu2u1C1C2uo1RL1、RC 型滤波电路,2、,L,-,C,型滤波电路,u,2,u,1,L,u,o,C,R,L,u,o,1,32,.,2、L-C 型滤波电路u2u1LuoCRLuo132.,3、,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,。,33,.,3、LC 型滤波电路u2u1LuoC2RLuo1C1显,