半波整流电容滤波电路-波形与特性
单相半波整流滤波电路电容最大电压
在单相半波整流电路中，如果接有滤波电容，那么在不考虑负载的情况下，当交流电源的电压峰值通过二极管向电容充电时，电容两端能够达到的最大直流电压等于交流输入电压峰值。
由于正弦交流电的有效值（rms）与峰值的关系是峰值等于有效值乘以√2，所以：
- 无滤波电容时，半波整流输出的电压幅值为交流输入电压峰值的一半。
- 若加上滤波电容，在理想情况下，电容能够将半个周期内的所有能量储存起来，并在下一个半周内保持输出电压，因此电容两端的电压会接近于交流输入电压的峰值。
综上所述，带滤波电容的单相半波整流电路中，电容两端的最大直流电压约为交流输入电压峰值，即1.414倍的输入电压有效值。
不过实际应用中，考虑到安全裕量和元件耐压等因素，通常设计时不会让电容承受如此高的电压，而是会控制在略低于输入电压峰值的安全水平。
半波整流电容滤波电路分析
半波整流电容滤波电路分析[摘要]本文首先介绍了半波整流过程，然后以桥式整流为例从物理角度和数学物理角度分别介绍了阻容滤波电路的波形和效果，指出了两种分析方法，得出了两种结果，最后指出了产生差别的原因。
[关键词]电压；电流；整流；滤波；充放电；傅里叶级数[DOI]1013939/jcnkizgsc201528062任何电子设备都需要直流电源供电。
获得直流电源最简单最经济的方法就是将交流电变为直流电。
其中，半波整流电容滤波电路是最简单最基本的电路。
这里试图从教学的角度对电路进行分析。
1 单相半波整流电路电路如图1所示，为了问题的简化并突出重点，所有器件都认为是理想器件。
变压器副边电压U2是正弦波。
图1 单相半波整流电路当U2在正半周时，A点电位比B点高，二极管D加正向电压而导通，因为忽略了二极管正向导通压降，所以uo 与u2完全相同，则，负载电压uo、二极管管压降ud、流过负载的电流io和二极管的电流id 为：uo=u2ud=0io=id=0当U2在负半周时，A点电位比B点低，二极管D加反向电压而截止，则，负载电压uo、二极管管压降ud、流过负载的电流io和二极管的电流id 为：uo=0ud=u2io=id=0通过积分计算不难算出负载上输出电压、电流为Uo=u2 045u2IO=ID==045输出电压的脉动系数（S）定义为输出电压的基波最大值与输出直流电压平均值之比。
则S===157如图2所示。
图2 半波整流电压电流波形2 电容滤波电路实际生活中桥式整流滤波电路应用广泛，这里以它为例分析一下电容滤波电路。
如图3（a）所示，不妨令电容初始电压为零，则当u2按正弦规律从零时刻上升时，D1、D3导通，电容开始充电，因为导线和二极管都是理想器件，所以，电容充电完全和u2一样按正弦规律上升，直至充到最大值U2。
此后u2按正弦规律下降；电容两端电压的变化要复杂得多，主要由电容容量和负载电阻决定。
如果负载电阻无穷大即负载开路，则电容两端电压将不减小一直保持U2，这是因为u2下降后，电容两端电压大于u2，D1、D2都截止，电容上电量没有放电回路不会减少。
整流电路 滤波电容
整流电路滤波电容滤波电容作为整流电路中的重要组成部分，其作用是对电路中的电流进行滤波，以获得稳定的直流电压输出。
在这篇文章中，我们将详细介绍滤波电容的原理、特点以及其在整流电路中的应用。
一、滤波电容的原理滤波电容的原理是基于其对交流信号的阻抗特性。
在交流电路中，电容器对于高频信号的阻抗较低，而对于低频信号的阻抗较高。
因此，通过适当选择电容器的数值，可以使高频信号通过而低频信号被抑制，从而实现对电路中的交流信号进行滤波的目的。
二、滤波电容的特点1. 高频滤波：滤波电容的主要作用是对高频信号进行滤波。
它可以将高频噪声信号从电路中剔除，使得输出信号更加纯净稳定。
2. 电容器容值的选择：电容器的容值决定了滤波效果的好坏。
容值较大的电容器可以对更高频率的信号进行滤波，但同时也会增加电路的成本和体积。
因此，在实际应用中需要根据具体要求进行合理选择。
3. 充电和放电：滤波电容在工作过程中需要进行充放电过程。
当输入电压正弦波的峰值大于电容器已充电的电压时，电容器开始充电；当输入电压正弦波的峰值小于电容器已充电的电压时，电容器开始放电。
这种充放电过程使得电容器能够对电路中的交流信号进行滤波。
三、滤波电容在整流电路中的应用滤波电容在整流电路中起到了关键的作用。
整流电路是将交流电转换为直流电的电路，而滤波电容则用于平滑输出电压，提供稳定的直流电源。
在半波整流电路中，滤波电容与二极管串联，通过控制电容器的容值，可以使得输出电压的纹波系数达到要求。
纹波系数是衡量输出电压稳定性的重要指标，它越小表示电压波动越小，输出电压越稳定。
在全波整流电路中，滤波电容则与二极管并联，通过充放电过程将输出电压的纹波进行滤除，使得输出电压更加稳定。
四、滤波电容的注意事项1. 选择合适的电容器：在选择滤波电容时，需要考虑电容器的耐压、容值和频率特性等因素。
根据具体的应用需求，选择合适的电容器是确保整个滤波电路正常工作的关键。
2. 避免电容器过载：滤波电容的容值过大或过小都会影响整个电路的性能。
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。
单相半波、单相全波和单相桥式整流器
单相半波、单相全波和单相桥式整流器１.单相半波整流滤波器图1 单相半波整流滤波电路原理图图１所示是单相半波整流滤波电路原理图，图１(a)是电路原理图，图１(b)是整流波形图。
由于整流器具有单向通导的特性，所以输入电压U1 经整流器VD 整流后就变成了单向脉动波Uo，而输入的负半周被隔离掉。
一般整流器后面都有电容滤波器，如图１(a)中C，将脉动波变成直流波Uc，如图１(b) 所示。
有些情况下，由于某种原因将电容损坏，而电容上的标称值又看不清楚，就无法贸然更换。
在此情况下如何选择C 的电容量就成了首要问题。
这里可以用一个简单的方法计算出来，即一般要求在放电结束时的那一点上，电容上电压下降不超过５％，根据电容放电公式：(1)式中Uc——为在放电时间结束时那一点的瞬时电压；Uco——放电开始时的电压；t——放电时间，在半波整流时为10ms 的值；——放电时间常数，＝C(F)R(Ω)，单位是“s”将式(2-1)改写成：(2)按照上面的要求，为了便于计算，设放电到10ms 时，应当Uc=0.95Uco，代入这些数据后，上式就变为：即CR=19.5X10-3/R (s)，式中R——是整流滤波电源输出最大容量时的等效负载电阻值，于是电容C=19.5X10-3/R就可取标称值的电容代替。
{{分页}}２.单相全波整流滤波器单相半波整流一般都用于小功率的情况，所以当功率稍微增大时就必须用全波整流。
图２(a)所示是单相全波整流电路原理图，图２(b)是它的整流波形图。
由图中可以看出，这是两个单相半波整流器的组合。
需指出的是，有时这种整流器前面加了变压器，目的是使次级电压可以根据设计的要求随意变化。
图2 单相全波整流电路原理图往往有的情况下将小功率变压器烧坏了，而一般机器内的变压器由于是非标准件，并不给出它的绕线参数，使用户无从下手。
遇有这种情况就可以自己动手另外绕制一个变压器来代替。
下面就给出一个简单决定匝数的方法。
首先看一下变压器初级和次级之间的关系。
单相半波整流滤波电路
1．李鸿章1872年在上海创办轮船招商局，“前10年盈和，成
为长江上重要商局，招商局和英商太古、怡和三家呈鼎立
之势”。这说明该企业的创办
()
A．打破了外商对中国航运业的垄断
B．阻止了外国对中国的经济侵略
C．标志着中国近代化的起步
D．使李鸿章转变为民族资本家
解析：李鸿章是地主阶级的代表，并未转化为民族资本家； 洋务运动标志着中国近代化的开端，但不是具体以某个企业 的创办为标志；洋务运动中民用企业的创办在一定程度上抵 制了列强的经济侵略，但是并未能阻止其侵略。故B、C、D 三项表述都有错误。 答案：A
UO
t
总结
交流电 直流电
整流
+电容
滤波
脉动电压
较平滑的直流电
历史ⅱ岳麓版第13课交通与通讯 的变化资料
精品课件欢迎使用
[自读教材·填要点]
一、铁路，更多的铁路 1．地位 铁路是 交通建运设输的重点，便于国计民生，成为国民经济 发展的动脉。 2．出现 1881年，中国自建的第一条铁路——唐山 至开胥平各庄铁 路建成通车。 1888年，宫廷专用铁路落成。
[串点成面·握全局]
一、近代交通业发展的原因、特点及影响 1．原因 (1)先进的中国人为救国救民，积极兴办近代交通业，促 进中国社会发展。 (2)列强侵华的需要。为扩大在华利益，加强控制、镇压 中国人民的反抗，控制和操纵中国交通建设。 (3)工业革命的成果传入中国，为近代交通业的发展提供 了物质条件。
筹办航空事宜
处
三、从驿传到邮政 1．邮政 (1)初办邮政： 1896年成立“大清邮政局”，此后又设 ， 邮传邮正传式部脱离海关。 (2)进一步发展：1913年，北洋政府宣布裁撤全部驿站； 1920年，中国首次参加 万国。邮联大会
整流滤波电路图
第一节整流电路电力网供给用户的是交流电，而各种无线电装置需要用直流电。
整流，就是把交流电变为直流电的过程。
利用具有单向导电特性的器件，可以把方向和大小交变的电流变换为直流电。
下面介绍利用晶体二极管组成的各种整流电路。
一、半波整流电路图5-1、是一种最简单的整流电路。
它由电源变压器B、整流二极管D和负载电阻R fz，组成。
变压器把市电电压（多为220伏）变换为所需要的交变电压e2，D再把交流电变换为脉动直流电。
下面从图5-2的波形图上看着二极管是怎样整流的。
变压器次级电压e2，是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压，它的波形如图5-2（a）所示。
在0～π时间内，e2为正半周即变压器上端为正下端为负。
此时二极管承受正向电压面导通，e2通过它加在负载电阻R fz上，在π～2π时间内，e2为负半周，变压器次级下端为正，上端为负。
这时D承受反向电压，不导通，R fz，上无电压。
在2π～3π时间内，重复0～π时间的过程，而在3π～4π时间内，又重复π～2π时间的过程…这样反复下去，交流电的负半周就被"削"掉了，只有正半周通过R fz，在R fz上获得了一个单一右向（上正下负）的电压，如图5-2（b）所示，达到了整流的目的，但是，负载电压U sc。
以及负载电流的大小还随时间而变化，因此，通常称它为脉动直流。
这种除去半周、图下半周的整流方法，叫半波整流。
不难看出，半波整说是以"牺牲"一半交流为代价而换取整流效果的，电流利用率很低（计算表明，整流得出的半波电压在整个周期内的平均值，即负载上的直流电压U sc=0.45e2）因此常用在高电压、小电流的场合，而在一般无线电装置中很少采用。
二、全波整流电路如果把整流电路的结构作一些调整，可以得到一种能充分利用电能的全波整流电路。
图5-3是全波整流电路的电原理图。
全波整流电路，可以看作是由两个半波整流电路组合成的。
变压器次级线圈中间需要引出一个抽头，把次组线圈分成两个对称的绕组，从而引出大小相等但极性相反的两个电压e2a、e2b，构成e2a、D1、R fz与e2b、D2、R fz，两个通电回路。
三相半波、桥式(全波)整流及六脉冲整流电路
三相半波、桥式（全波）整流及六脉冲整流电路1.三相半波整流滤波当功率进一步增加或由于其他原因要求多相整流时，三相整流电路就被提了出来。
图1所示就是三相半波整流电路原理图。
在这个电路中，三相中的每一相都和单独形成了半波整流电路，其整流出的三个电压半波在时间上依次相差1200叠加，并且整流输出波形不过0点，其最低点电压一叫叩/2（恸。
-120加1/2。
式中up——是交流输入电压幅值。
并且在一个周期中有三个宽度为1200的整流半波。
因此它的滤波电容器的容量可以比单相半波整流和单相全波整流时的电容量都小。
图1三相半波整流电路原理图2.三相桥式（全波）整流滤波图2所示是三相桥式全波整流电路原理图。
图3是它们的整流波形图。
图3（a）是三相交流电压波形；图3（b）是三相半波整流电压波形图；图3（c）是三相全波整流电压波形图。
在输出波形图中，N粗平直虚线是整流滤波后的平均输出电压值，虚线以下和各正弦波的交点以上（细虚线以上）的小脉动波是整流后未经滤波的输出电压波形。
图2三相桥式全波整流电路原理图由图1和图2可以看出，三相半波整流电路和三相桥式全波整流电路的结构是有区别的。
(1)三相半波整流电路只有三个整流二极管，而三相全波整流电路中却有六只整流二极管；(2)三相半波整流电路需要输入电源的中线，而三相全波整流电路则不需要输入电源的中线。
由图3可以看出三相半波整流波形和三相全波整流电路则不需要输入电源的中线。
1/二由交葆电反波电।一三相半波整潼电压波彤u)三柏至波赘灌电屈漉影图3三相整流的波形图①三相半波整流波形的脉动周期是1200而三相全波整流波形的脉动周期是600；②三相半波整流波形的脉动幅度和输出电压平均值：三相半波整流波形的脉动幅度是：t/=y/l-sin30°)⑴式中U——脉动幅度电压；UP是正弦半波幅值电压，比如有效值为380V的线电压，其半波幅值电压为：二-'口：；」二一⑵那么其脉动幅度电压就是：「L‘输出电压平均值U是从30o~150o积分得，%=1/(%/3)J包sin成必以)=1.7^=220x17=3747(3)L"一式中Ud——输出电压平均值；U A——相电压有效值。
- 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)。
3-2-1-4 半波整流輸入電容濾波電路特性
元ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
件連結
• 電路結構 • 電路分析 • 電路特性
4
3-2-1 濾波電路
3-2-1-5 全波整流輸入電容濾波電路特性
元
件連結
• 電路結構 • 電路分析 • 電路特性
5
3-2-1 濾波電路
3-2-1-6 全波整流輸入的電容濾波電路 波形與特性
元
件連結
• • • •
單元3-2-1
濾波電路
單元總結
1
3-2-1 濾波電路
3-2-1-1 半波整流輸入的電容濾波電路
元
件連結
• 半波整流輸入的電 容濾波電路輸入與 輸出波形的差異。
2
3-2-1 濾波電路
3-2-1-2 全波整流輸入的電容濾波電路
元
件連結
• 全波整流輸入的電 容濾波電路輸入與 輸出波形的差異。
3
3-2-1 濾波電路
輸出平均直流電壓 漣波峰值電壓 漣波有效電壓 漣波因素
6
3-2-1 濾波電路
3-2-1-7 RC濾波電路的特性
元
件連結
• 電路結構 • 電路分析
7
3-2-1 濾波電路
3-2-1-8 π型濾波電路特性
元
件連結
• 電路結構 • 電路分析
8
3-2-1 濾波電路
3-2-1-9 電感濾波電路
元
件連結
• 電路結構 • 電路分析
9
3-2-1 濾波電路
3-2-1-10 RC濾波電路-波形與特性 • • • • 輸出平均直流電壓 漣波峰值電壓 漣波有效電壓 漣波因素
元
件連結
10
3-2-1 濾波電路
3-2-1-11 半波整流電容濾波電路-波形與 特性
元
件連結
• • • •
輸出平均直流電壓 漣波峰值電壓 漣波有效電壓 漣波因素
11