整流滤波电路输出电压的算法

合集下载

第一节单相全波整流和滤波电路

第一节单相全波整流和滤波电路单相全波整流和滤波电路
3．波形图．个二极管组合封装在一起，将 4个二极管组合封装在一起，个二极管组合封装在一起制成单相桥式整流器，如图所示。制成单相桥式整流器，如图所示。
第一节单相全波整流和滤波电路单相全波整流和滤波电路
二、滤波电路
1．电容滤波电路．
稳压电路的最大输出电流取决于调整管的功率容量，若需要稳压电路的最大输出电流取决于调整管的功率容量，进一步扩大输出电流，进一步扩大输出电流，可采用功率容量更大的调整管且接成复合调整管。调整管。
连续调整型直流稳压电路第二节连续调整型直流稳压电路
[例 7-1] 在图中，已知输入电压 VI = 20 V，基准电压 VZ = 6 例在图中，， V ，取样电阻 R1 = R2 = RP = 2 kΩ，试求：（1）输出电压 VO 的可 Ω 试求：）调范围；调范围；（2）设调整管的饱和压降 VCES 约为 2 V，为使电路正常），工作，最小值应为多少？工作，输入电压 VI 最小值应为多少？
连续调整型直流稳压电路第二节连续调整型直流稳压电路
3．实用电路．
稳压原理：稳压原理：
VO 增大 (减小 ) → I B 减小(增大 ) → I C减小(增大 ) → VCE 增大 (减小 ) → 限制 VO 变化
连续调整型直流稳压电路第二节连续调整型直流稳压电路
二、串联调整型稳压电路
连续调整型直流稳压电路第二节连续调整型直流稳压电路
一、串联调整型直流稳压电路的基本原理
1．工作原理．增大， ① 输入电压 VI 增大，致使 VO 增大，增大 RP ，其上压降增大， VO 的增大也受到了限制。的增大也受到了限制。不变，增大时，输出电压亦将增大， ② VI 不变， RL 增大时，输出电压亦将增大，此时增大 RP 使分压系数减小，的增大受到限制。使分压系数减小，就可以使 VO 的增大受到限制。与负载串联,故称为串联型稳压电路。因调整元件 RP 与负载串联,故称为串联型稳压电路。

单相桥式整流滤波电路

选择合适的电感
选择适当的电感值，以控制电流和电压的波形，从而减小电压脉动。
提高输出电压稳定性
调整元件参数
优化电路布局
通过调整整流二极管、滤波电容和电感的参数，可以改善输出电压的稳定性。
合理布置元件和布线，减小线路阻抗和干扰对输出电压的影响。
采用稳压器
在整流滤波电路之后加入稳压器，进一步稳定输出电压，使其不受输入电压和负载变化的影响。
单相桥式整流滤波电路
目录
• 电路概述 • 工作原理分析 • 电路参数计算 • 电路优化与改进 • 应用实例
01 电路概述
定义与工作原理
定义
单相桥式整流滤波电路是一种将交流电转换为直流电的电路，通常由四个整流二极管和滤波电容组成。
工作原理
利用四个整流二极管的单向导电性，将交流电的正负半波整流成直流电，并通过滤波电容滤除交流成分，得到平滑的直流输出。
直流电源
单相桥式整流滤波电路常用于将交流电转换为直流电，为各种电
子设备提供稳定的电源。
电池充电器
在充电电池的充电过程中，单相桥式整流滤波电路能够将交流电转换为直流电，为电池提供充电
电流。
太阳能充电器
在太阳能充电器中，单相桥式整流滤波电路用于将太阳能电池产生的交流电转换为直流电，为电
子设备充电。
在电力系统的应用
电网监控
在电网监控系统中，单相桥式整流滤波电路用于将交流电转换为直流电，为各种传感器和仪表提供电源。
分布式发电系统
在分布式发电系统中，单相桥式整流滤波电路用于将风能、太阳能等可再生能源产生的交流电转换为直流电，为电力储存和分配系统提供电源。
THANKS FOR WATCHING

整流滤波电路

由UO(AV)的表达式可看出，C越大， UO(AV)也越的表达式可看出，越大，越大也会增大，而整流管的通电时间却越短，大，IO(AV)也会增大，而整流管的通电时间却越短，整流管的导通电流加大，如果C太大则初始充电时整流管的导通电流加大，如果太大则初始充电时间要长，整流管中通过的冲击电流时间加长，间要长，整流管中通过的冲击电流时间加长，长时间会影响整流管使用寿命。所以一般选择整流管时间会影响整流管使用寿命。 ID(AV)＞（2~3） IO(AV) 。改变RLC会对 O(AV)和S有影响，将UO(AV)和IO(AV) 会对U 有影响，改变会对有影响的关系曲线称为输出特性输出特性，的关系曲线称为输出特性，将S和IO(AV)的关系曲线和称为滤波特性如果R 越小滤波特性，越小，越低，称为滤波特性，如果 LC越小，UO(AV)越低，则S 越低越大，而加大C可使滤波效果和负载能力增强可使滤波效果和负载能力增强，越大，而加大可使滤波效果和负载能力增强，但 C不能无限增大。不能无限增大。不能无限增大所以电容滤波形式电路一般适用于输出电流较小且负载变化不大的场合。小且负载变化不大的场合。
(1)整流输出电压的平均值整流输出电压的平均值的平均值为: 负载电压 Uo的平均值为 uo
0 π ωt 2π π
1 Uo = 2π
∫
2π
0
ω uod ( t )
负载上的(平均电流负载上的平均)电流平均电流:
Uo Io = RL
（2）脉动系数Ｓ）
uo
0 π ωt 2π π
S定义：整流输出电压的基波峰值Uo1M与Uo平均值之比。S 定义：整流输出电压的基波峰值平均值之比。定义越小越好。越小越好。分解后可得: 用傅氏级数对全波整流的输出 uo 分解后可得

整流滤波电路输出公式推导

整流滤波电路输出公式推导一、整流电路基础。

1. 半波整流电路。

- 设输入交流电压u = U_msinω t，其中U_m为交流电压的最大值，ω = 2π f，f为交流电源的频率。

- 在半波整流电路中，二极管只在交流电压的正半周导通。

当二极管导通时，输出电压u_o等于输入电压u；当二极管截止时，输出电压u_o=0。

- 所以，半波整流电路输出电压的平均值U_o(AV)为：- U_o(AV)=(1)/(2π)∫_0^πU_msinω t d(ω t)- 计算积分∫_0^πU_msinω t d(ω t)= - U_mcosω t_0^π=2U_m- 则U_o(AV)=(U_m)/(π)- 又因为U_m = √(2)U（U为交流电压的有效值），所以U_o(AV)=(√(2)U)/(π)≈0.45U。

2. 全波整流电路。

- 对于全波整流电路，它利用了交流电压的正负两个半周。

- 设输入交流电压u = U_msinω t。

- 在正半周，一组二极管导通，负半周另一组二极管导通，使得输出电压在正负半周都有输出（只是方向相同）。

- 全波整流电路输出电压的平均值U_o(AV)为：- U_o(AV)=(1)/(π)∫_0^πU_msinω t d(ω t)- 计算积分∫_0^πU_msinω t d(ω t)= - U_mcosω t_0^π=2U_m- 则U_o(AV)=(2U_m)/(π)- 由于U_m=√(2)U，所以U_o(AV)=(2√(2)U)/(π)≈0.9U1. 电容滤波电路（以全波整流后的电容滤波为例）- 在全波整流电路后面加上电容滤波。

- 当电容充电时，输出电压u_o上升，当电容放电时，输出电压u_o下降。

- 假设在没有负载（R_L=∞）的情况下，电容充电到交流电压的最大值U_m，所以此时输出电压U_o=U_m=√(2)U。

- 当有负载R_L时，电容放电时间常数τ = R_LC。

- 在工程近似计算中，对于全波整流电容滤波电路，当R_LC≥slant(3 - 5)(T)/(2)（T=(1)/(f)为交流电源周期）时，输出电压的平均值U_o近似为：- U_o≈1.2U（U为交流电压有效值）。

直流电源的相关计算

直流电源电子设备一般都需要直流电源供电。

获得直流电源的方法很多，如干电池、蓄电池、直流电机等。

但比较经济实用的办法是，把交流电源变换成直流电源。

这就是我们要讨论的问题。

一般直流电源的组成如下：交流电网→变压器→整流电路→滤波器电路→稳压电路→负载§1 单相整流电路一、单相半波整流1．电路工作原理正半周：2u u o = 0=D uL D o R u i i 2== 负半周：0=o u 2u u D = 0==D o i i 2．直流电压U o 和直流电流I o 计算直流电压Uo 是输出电压瞬时值uo 在一个周期的平均值220220045.02)(sin 221)(211U U t td U t d u dt u T U o T o o ≈====⎰⎰⎰πωωπωπππL L o D o R UR U I I 245.0===3．脉动系数S定义：输出电压基波的最大值U o1m 与输出直流电压值U o 之比 o mo U U S 1=其中U o1m 可通过半波输出电压u o 的富氏级数求得221U U m o = 57.1222221≈===ππU U U U S o m o可见，半波整流电路的脉动系数为157%，所以半波整流的脉动成份很大。

4．选管原则根据二极管的电流I D 和二极管所承受的最大反向峰值电压U RM 进行选择，即：D F I I ≥22U U U RM R =≥5．半波整流的优缺点优点：结构简单，使用元件少缺点：只利用了电源的半个周期，所电源利用率低，输出的直流成份比较低；输出波形的脉动大；变压器电流含有直流成份，容易饱合。

半波整流只用在要求不高，输出电流较小的场合。

二、单相全波整流1．电路工作原理为提高电源利用率，可将两个半波整流电路合起来组成一个全波整流电路，采用带中心抽头的变压器实现。

2．直流电压U o 和直流电流I o 计算229.022U U U o ≈=πL L o o R UR U I 29.0==3．脉动系数S全波整流输出电压的基波频率为ω2，求得基波最大值为：π32421U U m o =故脉动系数为：67.03222324221≈===U U U U S om o ππ全波整流电路的脉动系数下降到67%。

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

根据电路图可知 V O = V Z = V I V R V I I R R
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

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。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

我国供电，整流输出直流电压是输入交流电压的倍数（无滤波）：
三相半波整流：1.17。

三相桥式整流：2.34。

单相半波整流：0.45.
单相全波和桥式整流：0.9。

电容滤波空载电压是交流的1.4。

对于整流电压的输出电压大小，大家一定不陌生。

很多人会说，输出平均值全波0.9倍，半波0.45倍的交流有效。

但是在设计中，我们常常发现一个事实，例如在半波整流后，输出电压得到的不止0.45倍，9V交流整流后可能有11～12V。

之前我一直很困惑，是我记错了计算倍数吗？翻了很多书籍，公式当然是没错的。

那到底怎么回事？
可能之前我们在学校学这个方面知识点的时候太过注重整流电路，而忽略了脉动比的概念，所以造成我们现在很多人对这一简单的知识不是很清晰。

其实这里是由于整流电路后面接的滤波电容有关的，查阅模电知识我们即可了解到，整流后往往会加滤波稳压，而滤波电路会改变整流输出的脉动比，并且和负载有关。

因此最终整流后得到的电压除了跟整流方式有关，还和负载、滤波电容大小有关系。

RL*C的数值直接影响输出电压的大小。

因此滤波电容选择其实不是随意的，而是需要根据负载选取合适的值。

接入滤波电路后，输出电压平均值近似取值为1.2倍，负载开路取1.414倍。

RC=（3-5）T/2 来确定电容容量选择。

其中T表示电网周期。

电容滤波电路适用于负载电流较小情况，而电感滤波电路适用于大负载电流。

（电流较大时R较小，C较难选择）
练习：
1.若U2为电源变压器副边电压的有效值，则半波整流电容滤波电路和全波整流电容滤波电路在空载时的输出电压均为1.414U。

（）
2.对于全波整流电路，已知变压器副边电压有效值U2为10V，RC=（3-5）T/2 （T为电网电压的周期）。

测得输出电压平均值UO（AV）可能的数值为
A. 14V
B. 12V
C. 9V
D. 4.5V
选择合适答案填入空内。

（1）正常情况UO（AV）≈ ；
（2）电容虚焊时UO（AV）≈ ；
（3）负载电阻开路时UO（AV）≈ ；
（4）一只整流管和滤波电容同时开路，UO（AV）≈ 。

答案：√；：（1）B （2）C （3）A （4）D。