整流与滤波电路
《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、滤波和稳压电路
整流、滤波和稳压电路滤波电路交流电经过二极管整流之后，方向单一了，但是大小（电流强度）还是处在不断地变化之中。
这种脉动直流一般是不能直接用来给无线电装供电的。
要把脉动直流变成波形平滑的直流，还需要再做一番“填平取齐”的工作，这便是滤波。
换句话说，滤波的任务，就是把整流器输出电压中的波动成分尽可能地减小，改造成接近恒稳的直流电。
一、电容滤波电容器是一个储存电能的仓库。
在电路中，当有电压加到电容器两端的时候，便对电容器充电，把电能储存在电容器中；当外加电压失去（或降低）之后，电容器将把储存的电能再放出来。
充电的时候，电容器两端的电压逐渐升高，直到接近充电电压；放电的时候，电容器两端的电压逐渐降低，直到完全消失。
电容器的容量越大，负载电阻值越大，充电和放电所需要的时间越长。
这种电容带两端电压不能突变的特性，正好可以用来承担滤波的任务。
图5-9是最简单的电容滤波电路，电容器与负载电阻并联，接在整流器后面，下面以图5-9（a）所示半波整施情况说明电容滤波的工作过程。
在二极管导通期间，e2 向负载电阻R fz提供电流的同时，向电容器C充电，一直充到最大值。
e2 达到最大值以后逐渐下降；而电容器两端电压不能突然变化，仍然保持较高电压。
这时，D受反向电压，不能导通，于是Uc便通过负载电阻R fz放电。
由于C和R fz较大，放电速度很慢，在e2 下降期间里，电容器C上的电压降得不多。
当e2 下一个周期来到并升高到大于Uc时，又再次对电容器充电。
如此重复，电容器C两端（即负载电阻R fz：两端）便保持了一个较平稳的电压，在波形图上呈现出比较平滑的波形。
图5-10（a）（b）中分别示出半波整流和全波整流时电容滤波前后的输出波形。
显然，电容量越大，滤波效果越好，输出波形越趋于平滑，输出电压也越高。
但是，电容量达到一定值以后，再加大电容量对提高滤波效果已无明显作用。
通常应根据负载电用和输出电说的大小选择最佳电容量。
表5-2 中所列滤波电容器容量和输出电流的关系，可供参考。
整流滤波稳压电路原理
整流滤波稳压电路原理一、引言稳压电路是现代电子设备中常用的一种电路，其作用是将不稳定的输入电压转换为稳定的输出电压，以保证电子设备的正常工作。
而整流滤波稳压电路则是稳压电路中的一种重要形式，本文将详细介绍整流滤波稳压电路的原理和工作过程。
二、整流滤波稳压电路的原理整流滤波稳压电路主要包括整流电路和滤波电路两部分。
整流电路的作用是将交流输入电压转换为直流电压，而滤波电路则用于去除直流电压中的纹波，得到稳定的直流输出电压。
1. 整流电路整流电路采用整流元件（如二极管）将输入电压的负半周期或正半周期截取，使其成为单向导通的电流。
常见的整流电路有半波整流电路和全波整流电路两种。
（1）半波整流电路半波整流电路只能将输入电压的正半周期截取，而负半周期则被截去。
其电路中只需一个二极管即可实现，结构简单、成本低廉，但输出电压的纹波较大，稳定性较差。
（2）全波整流电路全波整流电路能够将输入电压的正半周期和负半周期均截取。
其电路中一般采用两个二极管，实现了电流的双向导通。
相比半波整流电路，全波整流电路的输出电压波动较小，稳定性较好。
2. 滤波电路滤波电路的作用是将整流后的直流电压中的纹波去除，得到稳定的直流输出电压。
常见的滤波电路有电容滤波电路和电感滤波电路两种。
（1）电容滤波电路电容滤波电路通过在电路中串联一个电容器，将纹波电压的高频成分通过电容器绕过，从而实现对纹波的滤波作用。
电容滤波电路具有结构简单、成本低廉的优点，但对于低频纹波的滤波效果较差。
（2）电感滤波电路电感滤波电路通过在电路中串联一个电感元件，利用电感元件的自感性质，将纹波电压的低频成分通过电感元件绕过，从而实现对纹波的滤波作用。
电感滤波电路对于低频纹波的滤波效果较好，但结构复杂、成本较高。
三、整流滤波稳压电路的工作过程整流滤波稳压电路的工作过程如下：1. 输入电压经过整流电路，将交流电压转换为直流电压。
2. 直流电压经过滤波电路，去除直流电压中的纹波成分。
整流滤波与稳压电路
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.稳压电路对整流后的直流电压采用负反馈技术进一步稳定直流电压。
直流电源的方框图如图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CL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I L通路是A-Ｖ1—RＬ－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。
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
二极管整流与滤波
二极管整流与滤波在电子学中，二极管整流与滤波是一个常见且重要的电路应用。
在交流电源转换为直流电源的过程中，二极管的整流作用起着至关重要的作用。
同时，滤波电路可以有效地消除电源中的纹波，提供稳定的直流电压供应。
本文将介绍二极管整流与滤波的原理、常见电路以及其在实际应用中的重要性。
一、二极管整流的原理二极管具有单向导电性质，正向导通时电流通过，反向截止时电流截断。
利用这一特性，可以将交流电信号转换为单向的直流电信号。
在单相整流电路中，常见的有半波整流和全波整流。
1. 半波整流半波整流电路中，交流信号经过二极管之后，只有正半周的波形通过，而负半周的波形被截断。
这样，输出的波形只包含了正半周的部分，实现了将交流信号变成单向的直流信号。
2. 全波整流全波整流电路中，通过使用两个二极管和一个中心点，可以实现正、负半周的波形都能通过。
通过适当的连接方式，可以使得正半周和负半周的波形均能够被整流。
全波整流电路输出的波形更加平滑，纹波更小。
二、滤波电路的作用尽管通过二极管整流可以将交流信号转换为直流信号，但直流信号中还是会存在一些波动，即所谓的纹波。
为了使直流信号更加稳定，需要使用滤波电路。
滤波电路的作用是消除直流电源中的纹波，并提供稳定的直流电压输出。
常见的滤波电路有电容滤波和电感滤波。
1. 电容滤波电容滤波电路通过在电路中串联一个电容器，将纹波电压通过电容器的充电和放电来削弱。
电容器能够对高频的纹波进行滤波，从而实现纹波的减小。
2. 电感滤波电感滤波电路则是通过在电路中串联一个电感器，利用电感在电路中形成的自感性，来抵消电源信号中的纹波。
电感滤波器具有对低频纹波的滤波效果。
三、二极管整流与滤波电路的应用二极管整流与滤波电路在实际应用中广泛使用。
其中最常见的应用场景就是交流电转换为直流电的电源适配器。
电源适配器在电子设备中起着至关重要的作用，为设备提供稳定的直流电源。
此外，二极管整流与滤波电路还广泛应用于通信设备、功放器、放大器等电子设备中。
电工电子技术与技能第3版 第11章 整流、滤波及稳压电路
图 11-10 稳压管稳压电路
【工作原理】 在稳压二极管所组成的稳压电路中，利用稳压管所起 的电流调节作用，通过限流电阻R上电压或电流的变化进行补偿，从而达 到稳压的目的。限流电阻R是必不可少的元件，它即限制稳压管中的电流 ，保证使其正常工作，防止因过热而损坏，又与稳压管相配合达到稳压 的目的。一般情况下，在电路中如果有稳压管存在，就必然有与之匹配 的限流电阻。
图 11-9 常见复式滤波电路
第11章 整流、滤波及稳压电路
11.3 稳压电路
12.3.1 稳压管稳压电路
【电路结构】由稳压二 极管DZ和限流电阻R所组成 的稳压电路是一种最简单直 流稳压电源，如图11-10中 虚线框内所示，其输入电压 UI是整流滤波后的电压，输 出电压UO就是稳压管的稳 定电压UZ，RL是负载电阻。
图11-9b所示为LCπ型滤波电路，这种滤波电路是在电容滤波的基础上再加 一级LC滤波电路构成，使负载输出电压更加平滑。
由于LCπ型滤波电路带有铁芯的电感线圈体积大，价格也高，因此，当负 载电流较小时，常用小电阻R代替电感L，以减小电路的体积和重量。构成如图 11-9c所示的RCπ型滤波电路，只要适当选择R和C2参数，在负载两端可以获得 脉动极小的直流电压。在收音机和录音机中的电源滤波电路中，就经常采用 RCπ型滤波电路。
图11-7 电容滤波电路及波形
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
I第0 11章 整流、滤波及稳压电路
【工作原理】 电容滤波是利用电容的充、放电作用，使输出电压趋I0 于
平滑的。如图11-7a所示，当整流电路输出电压ui比电容两端 电压uc高时，电源电流一路经过负载RL ，另一路对电容C快 速充电储能，如图11-7b中曲线ab段。当ui < uc时，电容通过 负载RL放电，且uc的下降速度远小于u2的下降速度，如图116b中曲线bd段， 当下一次出现ui > uc时，电源再次对电容C 快速充电储能，重复上述过程，使负载获得如图11-7b中实线 部分所示平滑的输出电压uo，实现滤波功能。
整流与滤波电路实验报告
整流与滤波电路实验报告整流与滤波电路实验报告一、引言整流与滤波电路是电子电路中常用的两种基本电路。
整流电路用于将交流电信号转换为直流电信号，滤波电路则用于去除电路中的噪声和波动，使电路输出更加稳定。
本实验旨在通过实际操作，深入理解整流与滤波电路的原理和应用。
二、实验目的1. 学习整流电路和滤波电路的基本原理；2. 掌握整流电路和滤波电路的实验操作方法；3. 分析整流电路和滤波电路的性能指标。
三、实验器材和仪器1. 电源：直流电源、交流电源；2. 电阻：可变电阻、固定电阻；3. 电容：可变电容、固定电容；4. 示波器；5. 连接线等。
四、实验原理1. 整流电路原理：整流电路用于将交流电信号转换为直流电信号。
常见的整流电路有半波整流电路和全波整流电路。
半波整流电路仅利用正半周或负半周的信号，而全波整流电路则同时利用正负半周的信号。
2. 滤波电路原理：滤波电路用于去除电路中的噪声和波动，使电路输出更加稳定。
常见的滤波电路有低通滤波电路和高通滤波电路。
低通滤波电路能够通过低频信号，而阻断高频信号；高通滤波电路则相反。
五、实验步骤1. 搭建半波整流电路：将交流电源连接到二极管的正端，将负端接地。
连接一个负载电阻，并通过示波器观察输出波形。
2. 搭建全波整流电路：将交流电源连接到两个二极管的正端，将负端接地。
连接一个负载电阻，并通过示波器观察输出波形。
3. 搭建低通滤波电路：将交流电源连接到一个电容的正极，将负极接地。
连接一个负载电阻，并通过示波器观察输出波形。
4. 搭建高通滤波电路：将交流电源连接到一个电容的负极，将正极接地。
连接一个负载电阻，并通过示波器观察输出波形。
六、实验结果与分析1. 半波整流电路：观察示波器上的波形，可以发现输出信号仅包含正半周的波形。
这是因为二极管在正向导通时，电流可以流过，而在反向截止时，电流无法通过。
2. 全波整流电路：观察示波器上的波形，可以发现输出信号包含正负半周的波形。
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串串联联稳稳压压电电源源示示意意图图
在实际电路中，可变电阻R是用一个三极管来
替代的，控制基极电位，从而就控制了三极管的 管压降VCE，VCE相当于VR。 串联型稳压电源的构成： 调整管、放大环节、比较环节、基准电压源
uo
出电压越低。
t
(2)电容滤波电路的特点
(a) 输出电压 平均值Uo与时间常数 RLC 有关 RLC 愈大 电容器放电愈慢 Uo(平均值)愈大 一般取τ = RLC (5 10)T (T:电源电压的周期)
近似估算: Uo=1.2U2
Io= Uo/RL
(b) 流过二极管瞬时电流很大
RLC 越大 Uo越高负载电流的平均值越大 ;
(1)电容滤波原理
以单向桥式整流电容滤波为例进行分析， 其电路如图所示。
a
u1 u1
D4
u2
D1
D3
C
S uo
D2
RL
b
桥式整流电容滤波电路
uo
t
u2上升， u2大于电容 上的电压uc，u2对电容充电，
uo= uc u2
u2下降， u2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RL放电， uc按指数 规律下降，时间常数 = RL C
uD
Ta
D
0
uo
u1
u2
RL uo
b
uD
2
3
t 4
输出电压平均值（Uo）,输出电流平均值（Io )： uD
Ta
D
io uo
u1
u2
RL uo
t
0 2
b
Uo
=1
2
2
0 uo
d
(t
)
=
1
2
0
=
2U2
= 0.45U2
2U2 sin td (t)
Io= Uo /RL =0.45 U2 / RL
10.1 整流与滤波电路
一. 单相整流电路
1.半波整流电路
+ –
Ta
D
u2 >0 时: 二极管导通，忽略二
u1
+
u2
io RL
极管正向压降，
uo
uo=u2
–
b
u2<0时:
二极管截止, uo=0
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。
单相半波整流电压波形 u2
串联型稳压电路方框图
2.工作原理
实质：电压负反馈
iC/mA
Q` Q
vCE/V
1．输入电压变化时
VI↑→VO↑→Vf↑→VO1↓→VCE↑→VO↓
2．负载电流变化时
IL↑→VI↓→VO↓→Vf↓→VO1↑→VCE↓→VO↑
3.输出电压调节范围的计算
根据“虚短” Vf≈VREF
Vf
=
R1
R2 R2
I =1I D 2o
（选购时：二极管额定电流 2ID)
二极管截止时两端承受的最大反向电压：
U RM = 2U 2 （选购时：最大反向电压 2URM)
二、滤波电路
交流 整流
脉动
滤波 直流
电压
直流电压
电压
滤波电路的结构特点: 电容与负载 RL 并联，或 电感与负载RL串联。 L
C
RL
RL
1. 电容滤波电路
稳压二极管的动态电阻越小，稳压电阻R越大， 稳压性能越好。
稳压电阻R 的作用
将稳压二极管电流的变化转换为电压的变化， 从而起到调节作用，同时R也是限流电阻。
显然R 的数值越大，较小IZ的变化就可引起足够大的VR变 化，就可达到足够的稳压效果。
但R 的数值越大，就需要较大的输入电压VI值，损耗就要 加大。
整流管导电时间越短 iD的峰值电流越大
(c) 二极管承受的最高反向电压
U RM = 2U 2
动画演示
2. 电感滤波电路
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。
L
u1
u2
RL
uo
电感滤波原理
u1
u2
L
RL
uo
对直流分量: XL=0 相当于短路,电压大部分降在RL上 对谐波分量: f 越高，XL 越大,电压大部分降在XL上。2π 0uod
t
0 2
负载上的(平均)电流:
Io =
Uo RL
（2）脉动系数Ｓ
uo
t
0 2
S定义：整流输出电压的基波峰值Uo1M与Uo平均值之比。S 越小越好。
用傅氏级数对全波整流的输出 uo 分解后可得:
uo =
2U
2
(2
4
3
cos 2
t
4
15
cos 4
t
4
35
稳压电路的作用:
交流 整流
脉动
滤波 有波纹的 稳压 直流
电压
直流电压
直流电压
电压
稳压电源类型:
常用稳压电路 (小功率设备)
稳压管 稳压电路
线性 稳压电路
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。
以下主要讨 论线性稳压 电路。
开关型 稳压电路
效率较高， 目前用的也 比较多，但 因学时有限， 这里不做介 绍。
R3 、 T2比较放大 R 、 UZ基准电压
稳压原理
+
R3
T1 R
R1
UI
UC2
T2
RW1 RW RW2
_
（UB1 ）
UZ UB2 R2
+
RL UO _
当 UI 增加或输出电流减小使 Uo升高时
Uo
UB2
UBE2=（UB2-UZ）
Uo
UC2 （UB1 ）
(3) 输出电压的确定和调节范围
+
R3
UI _
IR = IL + IZ
VI↑→VO↑→VZ↑→IZ↑→IR↑→VR↑→VO↓
硅稳压二极管稳压电路
这里VO减小应理解为，由于输入电压VI的增加， 在稳压二极管的调节下，使VO的增加没有那么大而 已。VO还是要增加一点的，这是一个有差调节系统。
2.稳压电阻的计算
稳压二极管稳压电路的稳压性能与稳压二极管击 穿特性的动态电阻有关，与稳压电阻R的阻值大 小有关。
2 VO R12
VF
取
样
R13
电
路
3
基准电压电路
过热保护
比较放大
W7800系列稳压器外形及典型接线图
+10V 1 W7805 3 +5V
+
+
2
UI CI
0.1~1F
_
Co
Uo
1µF
_
3 2 1
1端: 输入端 2端: 公共端 3端: 输出端
注意：输入与输出端 之间的电压不 得低于3V！
W7900系列稳压器外形及典型接线图
此可计算出稳压电阻的最小值。即
Rmin
=
VImax VZ I Zmax I Lmin
Rmin < R Rmax
稳压二极管在使用时 一定要串入限流电阻，不 能使它的功耗超过规定值，
否则会造成损坏！
三. 串联型稳压电源
1. 串联型稳压电源的构成
VO =VI-VR，
当VI↑→R↑ →VR↑→在一定程度 上抵消了VI增加对输出电压的影 响。
–
D1 、D4导通， D2、D3截止
u2负半周时电流通路
T-
u1
D3
u2
D1
D4
D2
+
RL
u0
D2、D3 导通， D1 、D4截止
集成硅整流桥：
+ –
~+~-
u2 –
+ uo
4. 整流电路的主要参数
(1)整流输出电压的平均值
负载电压 Uo的平均值为: uo
t
( ) Uo
=
1 2π
二极管上的平均电流及承受的最高反向电压：
uD
Ta
D
io uD
u1
u2
RL
uo
0
2
t
b
UDRM
二极管上的平均电流： ID = IO 承受的最高反向电压: UDRM= 2U2
2.全波整流电路
+ – + –
Ta
D1
+
u1
u2– io RL
u+2 uo
–
b D2
原理：
变压器副边中心抽头， 感应出两个相等的电压u2
二极管上的平均电流：
ID
=
1I 2
o
b D2
uD
二极管承受的最高反向电压：
t
0 2
U DRM = 2 2U2
3. 桥式整流电路
组成：由四个二极管组成桥路
T
u1
D3
u2
D1
D4
D2
D1 D2 u2
D3 D4
RL uo u2
RL uo
uo
u2正半周时电流通路
+
T
u1
D3
u2
D1
RL
D4
uo
D2
恒流源
一. 输出电压固定的三端集成稳压器
（正电压 78 、负电压 79 ）