整流滤波电路原理学习
《整流滤波电路》课件
在超过额定负载的条件下测试电路性 能，主要观察电路的保护功能是否正
常工作。
带载测试
在额定负载条件下测试电路性能，主 要观察电路的工作效率、温升和稳定 性。
环境测试
在不同环境温度、湿度和气压条件下 测试电路性能，以评估电路的适应性 和可靠性。
常见故障与排除方法
无输出
检查电源是否正常，元件是否损坏，电路连 接是否正确。
《整流滤波电路》ppt课件
• 整流滤波电路概述 • 整流电路 • 滤波电路 • 整流滤波电路的参数选择与设计 • 整流滤波电路的调试与测试 • 案例分析
01
整流滤波电路概述
整流滤波电路的定义
01
整流滤波电路是一种将交流电转 换为直流电的电子电路，主要由 整流器和滤波器组成。
02
整流器的作用是将交流电转换为 脉动直流电，而滤波器则用于减 小脉动直流电的纹波，使其更接 近平滑的直流电。
特点
输出电压较低，适用于负载电流较大 的情况。
LC滤波电路
工作原理
结合电容和电感滤波的原理，通过LC元件的共振 作用进一步抑制交流成分。
特点
输出电压和电流波形更平滑，适用于高精度和高 质量的电源要求。
应用场景
适用于精密仪器、医疗设备和高级电源设备等。
滤波电路的优缺点
优点
能够减小整流后输出电压的脉动，提高输出电压的平滑度，从而 满足设备对电源的要求。
缺点
由于增加了元件和线路，可能导致电路复杂度增加、成本提高，同 时可能产生额外的能量损耗。
选择依据
根据实际应用需求，综合考虑输出电压、负载电流、成本和电路复 杂度等因素来选择合适的滤波电路。
04
整流滤波电路的参数选择与设计
整流滤波全桥电路
在工业自动化领域，整流滤波全桥电路的应用促进了电机 驱动技术的进步，为实现精确控制和提高生产效率提供了 有力支持。
02 整流滤波全桥电路的组成
整流器
整流器是整流滤波全桥电路的核心组成部分，其作用是将 交流电转换为直流电。
整流器通常由四个二极管组成，采用全桥或半桥的连接方 式，根据输入交流电的相位变化，二极管会交替导通和截 止，从而将交流电转换为直流电。
整流效率
整流效率
整流滤波全桥电路的整流效率是指整流器将交流电转换为直流电的效率，通常以 百分比表示。整流效率越高，电路的能量转换效率就越高，能够减少能源的浪费 。
影响因素
整流效率受到多种因素的影响，包括整流器元件的性能、电路设计、工作电压和 电流等。为了提高整流效率，需要选择性能良好的整流器元件，优化电路设计， 以及合理调整工作电压和电流。
滤波效果
滤波效果
滤波效果是指整流滤波全桥电路对交流电中杂波的滤除能力。滤波效果越好，输出的直流电质量就越高，能够减 少对用电设备的影响。
影响因素
滤波效果受到滤波电容和滤波电感的影响。滤波电容和滤波电感的选择和配置直接影响到滤波效果。为了提高滤 波效果，需要选择适当的电容和电感元件，并合理配置它们的参数。
工业控制
在工业控制系统中，整流滤波全桥电路用于将交流电机驱动器转换为 直流电机驱动器，实现精确的速度和位置控制。
整流滤波全桥电路的重要性
提高能源利用效率
整流滤波全桥电路能够将交流电高效地转换为直流电，减 少能源的浪费，提高能源利用效率。
保证电子设备正常运行
整流滤波全桥电路为电子设备提供稳定的直流电源，保证 设备的正常运行和延长使用寿命。
全桥电路的工作原理
01
电源设计原理之整流滤波稳压电源
（2）参数计算
根据图1.02（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
1π 2 2 VO VL 2V2 sin td t V2 0.9V2 π0 π
流过负载的平均电流为 流过二极管的平均电流为
IL
即： U O(AV)
T 2U 2 ( 1 ) 4RLC
Io(AV)= Uo(AV)/RL
脉动系数S：采用近似波形计算。 以（Uomax－Uomin）为基波峰-峰值，则
U Omax U Omin T U Omax 2 4RLC T U Omax T 1 4RLC S T 4RLC 4R C T L U Omax ( 1 ) 1 4RLC T
C
RL
uo
2 U2
0.9U2
0
2
3
t
0.45U2
0
UDR
半波整流电容滤波 Io 电路的外特性
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)
VL(带载)
二极管反向 最大电压
2V 2 2 2V 2Fra bibliotek每管平均 电流 IL 0.5IL 0.5IL 0.5IL
2V2
2V 2
0.45V2
1.2V2* 1.2V2* 0.9V2
2V 2
2V 2
2V 2
2V 2
*使用条件：
T d RLC (3 ~ 5) 2
整流滤波电路设计举例
例 设计一个桥式整流电容滤波电路，用 220V、50Hz交流 供电，要求输出直流电压Uo＝45V，负载电流IL＝200mA。
整流滤波电路
IR =IL+IZ
输入电压VI的增加，必然引起VO的增加，即VZ增 加，从而使IZ增加，IR增加，使VR增加，从而使输出 电压VO减小。这一稳压过程可概括如下：
VI↑→VO↑→VZ↑→IZ↑→IR↑→VR↑→VO↓
在稳这压里二V极O管减的小调应节理下解，为使图，1V由6O.于的02 输增硅入加稳电没压二压有极那VI管的么稳增大压加而电，路 已。VO还是要增加一点的，这是一个有差调节系统。
管导电，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 图10.07电容滤波波形图 程见图10.07。
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
速率在降很刚。当慢过先v。29到假所0°达设以时9二刚0，°极过正时管9弦0，关°曲v断2时开线，二始下电极下降容管的C仍然
导 下通降指就起。的数要始在速放以放超率电指电过越起数速来9始0规率越°点律时快后的向，，的放负二当某电载极刚个速Ｒ管超点率L关过，放很断指正电大。数弦。。曲曲线线
所以，在t1到t2时刻，二极
10.2.1.1 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。
负载电流的变化会
即 V O=f(V I,IO)在整流电源的内阻上产生电压降，
从而使输入电压发生变化。
图16.01稳压电源方框图
10.2.1.2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
滤波电路基本原理
滤波电路基本原理(总3页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除滤波电路基本原理整流电路的输出电压不是纯粹的直流，从示波器观察整流电路的输出，与直流相差很大，波形中含有较大的脉动成分，称为纹波。
为获得比较理想的直流电压，需要利用具有储能作用的电抗性元件（如电容、电感）组成的滤波电路来滤除整流电路输出电压中的脉动成分以获得直流电压。
常用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两大类。
无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LCπ型滤波和RCπ型滤波等)。
有源滤波的主要形式是有源RC滤波，也被称作电子滤波器。
直流电中的脉动成分的大小用脉动系数来表示，此值越大，则滤波器的滤波效果越差。
脉动系数(S)=输出电压交流分量的基波最大值／输出电压的直流分量半波整流输出电压的脉动系数为S=1．57，全波整流和桥式整流的输出电压的脉动系数S≈O．67。
对于全波和桥式整流电路采用C型滤波电路后，其脉动系数S=1／(4(RLC／T-1)。
(T为整流输出的直流脉动电压的周期。
)电阻滤波电路RC-π型滤波电路，实质上是在电容滤波的基础上再加一级RC滤波电路组成的。
如图1(B)RC滤波电路。
若用S表示C1两端电压的脉动系数，则输出电压两端的脉动系数S=(1/ωC2R)S。
由分析可知，电阻R的作用是将残余的纹波电压降落在电阻两端，最后由C2再旁路掉。
在ω值一定的情况下，R愈大，C2愈大，则脉动系数愈小，也就是滤波效果就越好。
而R值增大时，电阻上的直流压降会增大，这样就增大了直流电源的内部损耗；若增大C2的电容量，又会增大电容器的体积和重量，实现起来也不现实。
这种电路一般用于负载电流比较小的场合.电感滤波电路根据电抗性元件对交、直流阻抗的不同，由电容C及电感L所组成的滤波电路的基本形式如图1所示。
因为电容器C对直流开路，对交流阻抗小，所以C并联在负载两端。
电源的整流滤波原理图详解(五种滤波整流电路)
电源的整流滤波原理图详解（五种滤波整流电路）五种滤波整流电路介绍一、有源滤波电路为了提高滤波效果，解决π型RC滤波电路中交、直流分量对R的要求相互矛盾的问题，在RC电路中增加了有源器件-晶体管，形成了RC有源滤波电路。
常见的RC有源滤波电路如图Z0716所示，它实质上是由C1、Rb、C2组成的π型RC滤波电路与晶体管T组成的射极输出器联接而成的电路。
该电路的优点是：1．滤波电阻Rb接于晶体管的基极回路，兼作偏置电阻，由于流过Rb的电流入很小，为输出电流Ie的1／（1＋β），故Rb可取较大的值（一般为几十kΩ），既使纹波得以较大的降落，又不使直流损失太大。
2．滤波电容C2接于晶体管的基极回路，便可以选取较小的电容，达到较大电容的滤波效果，也减小了电容的体积，便于小型化。
如图中接于基极的电容C2折合到发射极回路就相当于（1＋β）C2的电容的滤波效果（因ie=（1+β）ib之故）。
3．由于负载凡接于晶体管的射极，故RL上的直流输出电压UE≈UB，即基本上同RC 无源滤波输出直流电压相等。
这种滤波电路滤波特性较好，广泛地用于一些小型电子设备之中。
二、复式滤波电路复式滤波电路常用的有LCГ型、LCπ型和RCπ型3种形式，如图Z0715所示。
它们的电路组成原则是，把对交流阻抗大的元件（如电感、电阻）与负载串联，以降落较大的纹波电压，而把对交流阻抗小的元件（如电容）与负载并联，以旁路较大的纹波电流。
其滤波原理与电容、电感滤波类似，这里仅介绍RCπ型滤波。
图Z0715（c）为RCπ型滤波电路，它实质上是在电容滤波的基础上再加一级RC滤波电路组成的。
其滤波原理可以这样解释：经过电容C1滤波之后，C1两端的电压包含一个直流分量与交流分量，作为RC2滤波的输入电压。
对直流分量而言，C2可视为开路，RL 上的输出直流电压为：对于交流分量而言，其输出交流电压为：若满足条件则有由式可见，R愈小，输出的直流分量愈大；由式可见，RC2愈大，输出的交流分量愈小。
整流滤波电路的基本工作原理
物理实验中心实验指导书整流、滤波与稳压电路ﻬ整流、滤波与稳压电路整流电路是将工频交流电转为具有直流电成分的脉动直流电。
整流电路由整流器件组成。
滤波电路是将脉动直流中的交流成分滤除,减少交流成分，增加直流成分。
滤波电路直接接在整流电路后面，通常由电容器,电感器和电阻器按照一定的方式组合而成。
作用是把脉动的直流电变为平滑的直流电供给负载.１所示。
滤波电路利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同，实现滤波。
电容器C对直流开路,对交流阻抗小，所以Ｃ应该并联在负载两端。
电感器Ｌ对直流阻抗小，对交流阻抗大，因此Ｌ应与负载串联。
经过滤波电路后，既可保留直流分量、又可滤掉一部分交流分量，改变了交直流成分的比例,减小了电路的脉动系数，改善了直流电压的质量。
一、实验目的1。
了解整流、滤波电路的作用。
2。
进一步熟悉示波器的使用．3.观察单相半波、单相桥式及单相桥式整流电容滤波电路的输入、输出电压波形。
二、实验原理为方便分析，把二极管当作理想器件,即认为它加上正向电压导通时电阻为零，加上反向电压截止时电阻为无穷大。
电容器在电路中有储存和释放能量的作用，电源供给的电压升高时,它把部分能量储存起来，而当电源电压降低时，就把能量释放出来，从而减少脉动成分，使负载电压比较平滑。
1．单相半波整流电路电路如图２所示．设在输入交流电压正半周:Ａ端为正、Ｂ端为负,二极管因承受正向电压而导通,电流IＬ通路是A-Ｖ１－R L-Ｂ．忽略二极管正向压降时,输入电压全部加在负载R L上.在输入交流电压负半周：B端为正、Ａ端为负，二极管因承受反向电压而截止。
输入电压几乎全部降落在二极管V上，负载RＬ上电压基本为零.图1 直流稳压电路方框图由图5可见，在交流电一个周期内,二极管半个周期导通半个周期截止,以后周期重复上述过程。
２。
单相桥式整流电路电路如图3所示。
设在输入交流电压正半周：Ａ端为正、B端为负,即A 点电位高于B点电位。
二极管Ｖ1、V3因承受正向电压而导通，二极管V２、V4因承受反向电压而截止，电流ＩL1通路是Ａ－V1—R L—V3-B.忽略二极管正向压降时,负载R L上得到一个半波电压。
整流滤波电路实验报告
整流滤波电路实验报告整流滤波电路实验报告一、引言整流滤波电路是电子工程中常用的一种电路，用于将交流电信号转换为直流电信号，并通过滤波电路去除交流信号中的纹波。
本实验旨在通过搭建整流滤波电路，了解其原理和特性，并通过实验数据进行分析和验证。
二、实验装置和原理本实验所用的实验装置包括电源、变压器、二极管、电容器、电阻器和示波器。
实验中，交流电源通过变压器降压，并接入整流电路。
整流电路由二极管和电容器组成，二极管起到整流作用，将交流信号转换为半波或全波直流信号，而电容器则用于滤波，去除纹波。
三、实验步骤和数据记录1. 按照实验电路图搭建整流滤波电路，注意连接的正确性。
2. 打开电源，调节电源输出电压为适当值，例如10V。
3. 使用示波器测量电路输入和输出的电压波形，并记录数据。
4. 调节电源输出电压，分别记录不同电压下的输入和输出波形数据。
四、实验数据分析通过实验记录的数据，我们可以进行以下分析：1. 输入电压和输出电压的关系：根据实验数据，我们可以得到输入电压和输出电压的关系曲线。
一般情况下，输出电压随着输入电压的增加而增加，但在一定范围内，输出电压会趋于稳定。
这是因为当输入电压过大时，电容器已经无法完全充电，无法继续提高输出电压。
2. 纹波电压的大小：纹波电压是指在整流滤波电路输出的直流电压中所包含的交流成分。
通过示波器测量输出电压波形，我们可以计算得到纹波电压的大小。
纹波电压的大小与电容器的滤波能力有关，一般情况下，电容器越大，滤波效果越好，纹波电压越小。
3. 输出电压的稳定性：通过观察输出电压波形，我们可以判断整流滤波电路的稳定性。
如果输出电压的波形较为平稳，没有明显的波动和纹波，则说明整流滤波电路的稳定性较好。
五、实验结论通过本次实验，我们对整流滤波电路的原理和特性有了更深入的了解。
实验数据分析表明，输入电压和输出电压呈正相关关系，但在一定范围内输出电压趋于稳定。
此外，电容器的大小对纹波电压的大小有影响，电容器越大，滤波效果越好。
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整流滤波电路原理学习
无线电小组的同学们完成了整流滤波电路（图1）的制作，经过测试，给半导体收音机供电，效果很不错。
接着，老师对大家提出的问题进行了答疑，并与同学们一起展开了讨论。
学生：“整流”是利用二极管的单方向导电特性，把方向来回变化的交流电变换成单一方向的直流电，如果就用一只二极管，能不能构成整流电路呢？老师：用一只二极管可以组成最简单的整流电路，见图2。
大家知道，我们日常所用的交流电，是由电力网供给的220V、50Hz的正弦波交流电，用U1表示，为了适应负载需要的低电压，就要利用电源变压器T把U1变换成U2。
在U2的正半周，变压器副边A端为正、B端为负，二极管VD承受正向电压而导通，负载RL两端得到了U2的正半周；当U2变为负半周时，变压器副边A端为负、B端为正，二极管VD承受反向电压而截止，负载RL上没有电流，电压也等于零。
这种整流电路只利用了交流电波形的一半，另一半白白地“浪费”了，所以称它为“半波整流”。
学生：这么说负载两端的电压UL等于交流电压U2的一半了？
老师：半波整流电路中UL和U2的关系需要给大家讲清楚。
大家已经注意到，负载两端的电压UL不是平滑的直流电压，它的大小时时刻刻在变化着，我们管它叫“脉动直流电压”。
用万用表的直流电压挡可以测出UL的大小，叫做脉动直流电压的平均值。
根据理论分析，半波整流电路负载上脉动直流电压的平均值UL，在数值上等于变压器副边交流电压U2的45％，也就是UL=0.45U2。
半波整流电路整流效率很低，输出电压脉动度很大，在电源电路中很少应用。
学生：今天制作的用4只二极管组成的整流电路，我们还是看不明白，您能讲讲它的工作原理吗？
老师：好。
大家看示教板（图1）。
当交流电压U2出现正半周时，A端为正、B端为负，也就是A端为高电位，B端为低电位，电流总是从高电位点流向低电位点的，所以我们以A端出发，到1点时，有VD1、VD4两条支路，由于VD4的阴极连着高电位的A端，所以VD4截止，VD1导通，电流通过VD1到了2点，电流不可能由VD2的阴极流向阳极，所以VD2不通，若不考虑电容C的存在，则电流只能流向负载RL，经RL流到4点，并通过VD3流向B端。
学生：老师，在4点连接着VD3、VD4两个二极管的阳极，这两个二极管不是都能导通吗？
老师：问题提得好。
同学们一定要记住，分析电路要抓住电路中最高电位点和最低电位点，这样才能找出正确的电流流通路径。
这里，A端电位最高，B端电位最低，所以电流不可能由4点经过VD4流向高电位的A端，VD4是处于截止状态的，正如同河水不可能从下游向上游流动一样。
大家明白了吗？同学：明白啦！老师：现在你给
大家分析一下U2负半周时电流的流通情况。
同学：交流电压U2为负半周时，应该是B端为最高电位点，A端为最低电位点。
电流从B端出发，在3点处VD2导通、VD3截止，电流通过VD2到了2点，因为VD1截止，电流只能流向负载RL，经过RL流到4点，在4点VD3截止、VD4导通，电流经过VD4流回最低电位点A端。
老师：你分析得很正确。
为了使大家看得更清楚，我们把处于导通状态的二极管近似看成接通的开关，把处于截止状态的二极管近似看成断开的开关，画出图来（图3），电流在U2正半周和负半周的流通路径也就一目了然了。
从电路图上大家可以看到，U2的正半周和负半周期间都有电流流过负载，而且它们的方向都是从C端流向D端，这不就把方向交替变化的交流电更换成单一方向的直流电了吗！由于这种整流电路把交流电的正、负两个半周全部利用了起来，所以管它叫“全波整流电路”。
同学：全波整流电路的输出电压U2是不是等于半波整流输出电压的一倍呢？老师：对。
全波整流电路负载上脉动直流电压的平均值UL，在数值上等于交流电压U2的90％，就是UL=0.9U2，比半波整流提高了一倍，电压的脉动度也大大减小了。
同学：为什么整流电路的输出端需要并联一个电容器呢？
老师：大家知道，整流电路输出的是脉动直流电压，假如直接用它给半导体收音机供电，扬声器里放出的是“嗡、嗡”的交流声，把有用的电信号全给淹没了。
在整流电路输出端并联一个电容器C（图1），可以对脉动直流电压起到一种平滑作用，所以称它为“平滑滤波器”。
同学：您能给我们详细讲讲电容滤波电路的工作原理吗？
老师：好的。
我先问问你们，电容器在电路中的主要作用是什么呢？
同学：充电和放电。
老师：对。
平滑滤波也是利用电容器的充电作用和放电作用。
需要注意的是，电容器两端的电压由低变高时，电容器进行充电；电容器两端的电压由高变低时，电容器进行放电。
现在我们以半波整流电路（图4a）为例，说明电容滤波的工作原理。
画出脉动直流电压UL的波形图（图4－b）。
在U2正半周时，二极管VD导通，流过二极管的电流有一部分流入负载RL，另一部分对电容器C充电，由于充电回路电阻很小，电容器两端的电压Uc差不多跟随U2同时到达最大值，此后U2以最大值向零值减小，出现了U2小于Uc的情况，二极管VD承受反向电压而截止，于是电容器C通过负载RL放电。
一般RL取用的工作电流很小，所以电容器放电十分缓慢，Uc的减小也十分缓慢。
由于UL=UC，负载上的电压变化也就十分缓慢。
在U2负半周期间，VD依然截止，电容器的放电电流继续流过负载，因此输出电压不再是零。
下一个周期到来，U2又由零值向最大值上升，当U2大于UC时，VD导通，电容器又被充电到U2的最大值。
如此周而复始，负载上的电压就会变得比较平滑，就像图上粗线条所示的波形一样。
同学：我的理解是，滤波电容器如同一个水库，在雨季水多时蓄满水，等到少雨干旱时节再向河渠中放水，保持河渠水流持续不断，您说这个比喻正确吗？
老师：很好，你的想像力很丰富。
这个比喻可以帮助初学者大体上认识电容滤波器的作用。
同学：那么滤波电容器的电容量是不是越大越好呢？
老师：直流电源配用的滤波电容器都是电容量比较大的电解电容器。
电容量越大，平滑滤波的效果越好。
值得注意的是，电容器的充电电流都是流过二极管的，电容量越大，起始充电电流也越大，这个起始充电电流比流过二极管的正常工作电流要大许多倍，人们称它为“浪涌电流”。
如果浪涌电流超过二极管所能耐受的最大瞬时电流值，就可能烧坏二极管。
同学：滤波电容器的电容量选多大比较合适呢？老师：滤波电容器电容量的大小主要根据负载电流大小来选择，可以通过计算求得合适的电容量。
如果负载电流不大，可以按照这样的范围（见附表）来选择，请大家记下来。
同学：从波形图（图4）来看，加上滤波电容器，负载上的直流电压好像提高了。
老师：是啊！靠着电容器的平滑作用，使电压波动大大减小了，相应地脉动直流电压的平均值也就显著提高了。
同学：怎么估算整流滤波电路的输出电压呢？
老师：对半波整流电路来说，接入了滤波电容器后，空载时输出直流电压UL与交流电压U2近似相等（UL≈U2）；对全波整流电路，接上滤波电容器后，空载时UL可以上升到等于U2的1.2倍左右（UL≈1.2U2）。
由此可见，电容滤波电路不仅使输出电压变得平滑，还提高了输出电压呢。