运放全桥整流电路
十种运放精密全波整流电路
十种运放精密全波整流电路图中精密全波整流电路的名称,纯属本人命的名,只是为了区分;除非特殊说明,增益均按1设计.图1是最经典的电路,优点是可以在电阻R5上并联滤波电容.电阻匹配关系为R1=R2,R4=R5=2R3;可以通过更改R5来调节增益图2优点是匹配电阻少,只要求R1=R2图3的优点是输入高阻抗,匹配电阻要求R1=R2,R4=2R3图4的匹配电阻全部相等,还可以通过改变电阻R1来改变增益.缺点是在输入信号的负半周,A1的负反馈由两路构成,其中一路是R5,另一路是由运放A2复合构成,也有复合运放的缺点.图5 和图6 要求R1=2R2=2R3,增益为1/2,缺点是:当输入信号正半周时,输出阻抗比较高,可以在输出增加增益为2的同相放大器隔离.另外一个缺点是正半周和负半周的输入阻抗不相等,要求输入信号的内阻忽略不计图7正半周,D2通,增益=1+(R2+R3)/R1;负半周增益=-R3/R2;要求正负半周增益的绝对值相等,例如增益取2,可以选R1=30K,R2=10K,R3=20K图8的电阻匹配关系为R1=R2图9要求R1=R2,R4可以用来调节增益,增益等于1+R4/R2;如果R4=0,增益等于1;缺点是正负半波的输入阻抗不相等,要求输入信号的内阻要小,否则输出波形不对称.图10是利用单电源运放的跟随器的特性设计的,单电源的跟随器,当输入信号大于0时,输出为跟随器;当输入信号小于0的时候,输出为0.使用时要小心单电源运放在信号很小时的非线性.而且,单电源跟随器在负信号输入时也有非线性.图7,8,9三种电路,当运放A1输出为正时,A1的负反馈是通过二极管D2和运放A2构成的复合放大器构成的,由于两个运放的复合(乘积)作用,可能环路的增益太高,容易产生振荡.精密全波电路还有一些没有录入,比如高阻抗型还有一种把A2的同相输入端接到A1的反相输入端的,其实和这个高阻抗型的原理一样,就没有专门收录,其它采用A1的输出只接一个二极管的也没有收录,因为在这个二极管截止时,A1处于开环状态.结论:虽然这里的精密全波电路达十种,仔细分析,发现优秀的并不多,确切的说只有3种,就是前面的3种.图1的经典电路虽然匹配电阻多,但是完全可以用6个等值电阻R实现,其中电阻R3可以用两个R并联.可以通过R5调节增益,增益可以大于1,也可以小于1.最具有优势的是可以在R5上并电容滤波.图2的电路的优势是匹配电阻少,只要一对匹配电阻就可以了.图3的优势在于高输入阻抗.其它几种,有的在D2导通的半周内,通过A2的复合实现A1的负反馈,对有些运放会出现自激. 有的两个半波的输入阻抗不相等,对信号源要求较高.两个单运放型虽然可以实现整流的目的,但是输入\输出特性都很差.需要输入\输出都加跟随器或同相放大器隔离.各个电路都有其设计特色,希望我们能从其电路的巧妙设计中,吸取有用的.例如单电源全波电路的设计,复合反馈电路的设计,都是很有用的设计思想和方法,如果能把各个图的电路原理分析并且推导每个公式,会有受益的。
电路分析一之桥式整流电路
电路分析一之桥式整流电路桥式整流电路二极管的模型 1.理想模型所谓理想模型,是指在正向偏置时,其管压降为零,相当于开关的闭合。
当反向偏置时,其电流为零,阻抗为无穷,相当于开关的断开。
具有这种理想特性的二极管也叫做理想二极管。
在实际电路中,当电源电压远大于二极管的管压降时,利用此模型分析是可行的。
2.恒压降模型所谓恒压降模型,是指二极管在正向导通时,其管压降为恒定值,且不随电流而变化。
硅管的管压降为0.7V,锗管的管压降为 0.3V。
只有当二极管的电流 Id 大于等于 1mA 时才是正确的。
在实际电路中,此模型的应用非常广泛。
稳压二极管: 稳压二极管在工作时应反接,并串入一只电阻。
电阻的作用一是起限流作用,以保护稳压管;其次是当输入电压或负载电流变化时,通过该电阻上电压降的变化,取出误差信号以调节稳压管的工作电流,从而起到稳压作用。
最简单的稳压电路由稳压二极管组成如图所示。
从稳压二极管的特性可知，若能使稳压管始终工作在它的稳压区内，则 VO.基本稳定在 Vz 左右。
当电网电压升高时，若要保持输出电压不变，则电阻器R 上的压降应增大，即流过R 的电流增大。
这增大的电流由稳压二极管容纳，它的工作点将由 b 点移到 C 点，由特性曲线可知此时Vo≈Vz 基本保持不变。
若稳压二级管稳压电路负载电阻变小时，要保持输出电压不变，负载电流要变大。
由于 VI 保持不变，则流过电阻 R 的电流不变。
此时负载需要增大的电流由稳压管调节出来，它的工作点将由 b 点移到 a 点。
所以，稳压管可认为是利用调节流过自身的电流大小（端电压基本不变）来满足负载电流的改变，并和限流电阻R 配合将电流的变化转化为电压的变化以适应电网电压的变化。
稳压二极管电路稳压存在问题：电网电压不变时，负载电流的变化范围就是 IZ 的调节范围（几十 mA），这就限制了负载电流 I0 的变化范围。
怎样才能扩大 IO 的变化范围。
桥式整流电路原理桥式整流电路如图 1 所示，图中 B 为电源变压器，它的作用是将交流电网电压 e1 变成整流电路要求的交流电压，RL 是要求直流供电的负载电阻，四只整流二极管 D1～D4 接成电桥的形式，故有桥式整流电路之称。
桥式整流电路图及工作原理
桥式整流电路图及工作原理桥式整流电路如图1所示，图（a）、（b）、（c）是桥式整流电路的三种不同画法。
由电源变压器、四只整流二极管D1~4 和负载电阻R L组成。
四只整流二极管接成电桥形式，故称桥式整流。
图1 桥式整流电路图桥式整流电路的工作原理如图2所示。
在u2的正半周，D1、D3导通，D2、D4截止，电流由TR次级上端经D1→RL→D3回到TR次级下端，在负载RL上得到一半波整流电压在u2的负半周，D1、D3截止，D2、D4导通，电流由Tr次级的下端经D2→RL→D4回到Tr次级上端，在负载RL上得到另一半波整流电压。
这样就在负载RL上得到一个与全波整流相同的电压波形，其电流的计算与全波整流相同，即UL = 0.9U2IL = 0.9U2／RL流过每个二极管的平均电流为ID = IL／2 = 0.45 U2／RL每个二极管所承受的最高反向电压为什么叫硅桥,什么叫桥堆目前，小功率桥式整流电路的四只整流二极管，被接成桥路后封装成一个整流器件，称"硅桥"或"桥堆"，使用方便，整流电路也常简化为图Z图1（c）的形式。
桥式整流电路克服了全波整流电路要求变压器次级有中心抽头和二极管承受反压大的缺点，但多用了两只二极管。
在半导体器件发展快，成本较低的今天，此缺点并不突出，因而桥式整流电路在实际中应用较为广泛。
二极管整流电路原理与分析半波整流二极管半波整流电路实际上利用了二极管的单向导电特性。
当输入电压处于交流电压的正半周时，二极管导通，输出电压vo=v i-v d。
当输入电压处于交流电压的负半周时，二极管截止，输出电压vo=0。
半波整流电路输入和输出电压的波形如图所示。
二极管半波整流电路对于使用直流电源的电动机等功率型的电气设备，半波整流输出的脉动电压就足够了。
运放全桥整流电路分析（双电源供电运放）
运放全桥整流电路分析（双电源供电运放）简介：顾名思义，运放全桥整流电路就是利用运算放大器和相关器件组成能够将交流信号全波整流的电路；一．全波整流电路组成（运放双电源供电）假设R3=R1输入Ui为正电压时，D1不导通，运放1端输出负电压，故电压从R1→R3→D2，构成反向放大电路，此时运放1端输出Uo1=-Ui*（R3/R1）=-Ui;Ui输入为负电压时，D1导通，运放1端输出为正电压，故D2不导通，又根据运放输入端近似短路，故运放2端电压为0V，Uo1=0V；由以上分析可得，当输入电压为交流信号电压时，此电路只对输入电压中正电压有作用，负电压被运放钳位到0V；那么在后面再加一级运放电路进行对输入端负电压进行处理下图是表示输入正负1V的交流信号Ui,对应第二级运放7端输出的电压，计算过程分为两部分，一部分是Uo1作为U3B运放输入的一部分，另一部分是通过R4过来的Ui电压，由此U3B组成了两个不同信号的放大电路；当Ui为正向电压u时，第一部分放大，Uo1为-u，此时Uo2暂为-（-u*（R6/R5））=6u。
第二部分放大，U3B的6端Ui为u，那么Uo2暂为-u*(R6/R4)=-6u;综合第一第二部分放大叠加，可得当Ui为正向电压时，Uo2输出为0V；当Ui为负向电压时，第一部分放大，Uo1为0V，此时Uo2暂为0V。
第二部分放大，U3B的6端Ui为-u，那么Uo2暂为-u*（R6/R4）=-6u。
综合第一第二部分放大叠加，可得当Ui为负向电压时，Uo2输出为-6u；通过仿真示波器可以看出理论分析符合实际效果。
通过以上实验，我们需要想办法将输入Ui中的正电压也可以通过运放电路进行正向电压整流放大，那么我们单独分析Ui为正向电压时的情况，由以上实验分析得出的当Uo1为-u，此时Uo2暂为-（-u*（R6/R5））=6u。
（1）U3B的6端Ui为u，Uo2暂为-u*(R6/R4)=-6u。
（2）可以看出，只要（1）中的Uo2大于（2）中的Uo2，就可以实现对Ui的正电压进行放大，也就是让（1）中对信号的放大倍数大于（2）中的放大倍数即可；接下来我们做实验，将R5换成500欧，则（1）的放大倍数为R6/R5=12。
桥式整流电路PPT课件
最 高 反 向 工 作 电 压 为 200V。
9
（2）当 采用 桥式 整流 电
24 0.9
26 .7
V
整流二极管承受的最高反向电压为：
U RM 2U 2 1 .41 26 .7 37 .6 V
流过整流二极管的平均电流为：
ID
uO´ iO´ uo´´ iO ´´、 uO iO
t t t t t t
t
6
集成硅整流桥：
+ –
~+~-
u2 –
+ uL
7
三、主要参数：
输出电压平均值：Uo=0.9u2 输出电流平均值:Io= Uo/RL =0.9 u2 / RL
流过二极管的平均电流：Iv=IL/2 二极管承受的最大反向电压： URM= 2u2
效值为：
U
2
Uo 0.45
24 0 .45
53 .3 V
整流二极管承受的最高反向电压为： U RM 2U 2 1 .41 53 .3 75 .2 V
流过整流二极管的平均电流为： ID Io 1 A
因 此 可 选 用 2CZ12 B 整 流 二 极 管 ， 其 最 大 整 流 电 流 为 3 A，
1 2
Io
0.5
A
因 此 可 选 用 四 只 2CZ11 A 整 流 二 极 管 ， 其 最 大 整
流 电 流 为 1 A， 最 高 反 向 工 作 电 压 为 100V。
10
正负半半周周+ -
+-
u2
K1K2断 uO
t
半t 波整流
11
正负半半周周+ -
+-
u2
uO
K1合K2断
桥式整流电路计算
桥式整流电路计算桥式整流属于全波整流,它不就是利用副边带有中心抽头的变压器,用四个二极管接成电桥形式,使在电压V2的正负半周均有电流流过负载,在负载形成单方向的全波脉动电压。
桥式整流电路计算主要参数:单相全波整流电路图利用副边有中心抽头的变压器与两个二极管构成如下图所示的全波整流电路。
从图中可见正负半周都有电流流过负载,提高了整流效率。
全波整流的特点:输出电压V O高;脉动小;正负半周都有电流供给负载,因而变压器得到充分利用,效率较高。
主要参数:桥式整流电路电感滤波原理电感滤波电路利用电感器两端的电流不能突变的特点,把电感器与负载串联起来,以达到使输出电流平滑的目的。
从能量的观点瞧,当电源提供的电流增大(由电源电压增加引起)时,电感器L把能量存储起来;而当电流减小时,又把能量释放出来,使负载电流平滑,电感L有平波作用桥式整流电路电感滤波优点:整流二极管的导电角大,峰值电流小,输出特性较平坦。
桥式整流电路电感滤波缺点:存在铁心,笨重、体积大,易引起电磁干扰,一般只适应于低电压、大电流的场合。
例10.1.1桥式整流器滤波电路如图所示,已知V1就是220V交流电源,频率为50Hz,要求直流电压V L=30V,负载电流I L=50mA。
试求电源变压器副边电压v2的有效值,选择整流二极管及滤波电容。
桥式整流电路电容滤波电路图10、5分别就是单相桥式整流电路图与整流滤波电路的部分波形。
这里假设t<0时,电容器C已经充电到交流电压V2的最大值(如波形图所示)。
结论1:由于电容的储能作用,使得输出波形比较平滑,脉动成分降低输出电压的平均值增大。
结论2:从图10、6可瞧出,滤波电路中二极管的导电角小于180o,导电时间缩短。
因此,在短暂的导电时间内流过二极管很大的冲击电流,必须选择较大容量的二极管。
在纯电阻负载时:有电容滤波时:结论3:电容放电的时间τ=R L C越大,放电过程越慢,输出电压中脉动(纹波)成分越少,滤波效果越好。
利用单电源运算放大器构建全波整流电路
厂
很 容易用两 个 ｌ ２ Ｏ ｋ ｅ ２ 电 阻 并 联 置 电荷泵 ，使 用单 电源供 电可实现 双 Ｒ４
电源 轨 性 能 。
｛
／ ＿ ． ＿ ｌ ＿ ＿ ， ，
一
实 现 。 全 部 ４个 电 阻 的 比 值 非 常 重
要 ：Ｒ１ ０ ． ５×Ｒ】 ；Ｒ ４ ＝２ Ｘ Ｒ３ ； 以 及
信 号 ２ ０ ０ Ｉ Ｉ ｚ 、ｌ ｋＨｚ 和ｔ ０ ｋＨｚ 时 的 情 开 路 状 态 恢 复 ， 必 须 以 其 最 人 速 率 摆 常 要 求 电 路 采 用 双 电 源 工 作 ， 本 文 介
况：
动 ，以跟 踪 输 入 。 目前为 止 ，仅仅 展示 了小信 号 ，
有 助干 降 低 Ｍ ＡＸ ４ ４ ２ ６ ７ 的 电荷 泵 零输 出的Ｍ Ａ Ｘ４ ４ ２ ６ ７ 单 电源 、双运放 容 Ｃ１
实 现 全 波 整 流 器 ，该 放 大 器 仅 使 用 了 噪 声 。
号） ；Ｖ Ｏ Ｕ Ｔ 失真 为２ ｍＶ（ 蓝 色信号 ）
单 个 电源轨 。 电路 已经存 在 了很长时 间。 电路 要求 负电源 ，以使Ｘ１ 放大 器 输 出等 于输入 电压一０ ． ５ 倍 的负 电压 。 注 意 ，输 入 为正 值 时 ，ｘｌ 的 增 益 为
一
０ ． ５ Ｖ／ Ｖ再加 上二 极 管 压 降 ，所 以
ｍ４ Ｖ － －２ ０ ０ ｍＹ ，１ ｋ Ｈ ｚ （ 黄色信号 ） 图２ ｖ （ 黄 色信号 ） 为１ Ｖ ｐ ￣ ＠ｌ ｋ Ｈ ｚ ；蓝 色信
号为Ｖ
Ｏ Ｐｌ 节 点恰好等 于输 入的一 ０ ． ５ 倍。
Ｖ 失真为８ ｍＶ（ 蓝色信号 ）
低 频时 ，输 出 几乎 无误 差 。在 图
整流桥电路图原理图解析图解
整流桥电路图原理图解析
如图所示，通用变频器的整流电路是由三相桥式整流桥组成。
它的功能是将工频电源进行整流，经中间直流环节平波后为逆变电路和控制电路提供所需的直流电源。
三相交流电源一般需经过吸收电容和压敏电阻网络引入整流桥的输入端。
网络的作用，是吸收交流电网的高频谐波信号和浪涌过电压，从而避免由此而损坏变频器。
当电源电压为三相380V时，整流器件的最大反向电压一般为1200—1600V，最大整流电流为变频器额定电流的两倍。
三相整流桥电路图
三相整流桥的作用也是将交流电流装换成直流电流，那么与单相整流桥的区别是采用6颗芯片的结构，可以完成对三相交流电的整流工作。
三相整流桥电路图根据芯片的不用有几种画法,如晶闸管与普通二
极管芯片的符号区别，但基本电路结构均是一样的。
如下图所示：采用这种二极管符号的电路图,表明该芯片是采用的普通整流二极管芯片。
其中VD1、VD2与VD3等三颗芯片共阴极连接，VD4、VD5与VD6等三颗芯片共阳极连接，VD1/VD4、VD2/VD5与VD3/VD6之间阴阳对接并用导向引出作为交流输入端。
共阴级组对接负载电器的输入端,共阳极组对接负载电器的输出端形成回路。
同单相整流桥电路图一样需要注意的是6颗二极管芯片极性不能错误放置，否则电路一样不能正常工作。
- 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)。
信息与通信工程学院
电子工程师资格认证实验报告
院系：信息与通信工程学院
专业：电子信息工程
班级：电子105
学生姓名：凌云
指导老师：吴宝春、杨亚宁
完成日期：2013年6月5日
运放全桥整流电路
实验内容：
桥式整流电路在电力电子领域中的应用及其重要，也是应用最为广泛的电路。
不仅在一般的工业领域的应用非常广泛，如中频炉、发电机励磁、自动控制等，也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统、能源系统、以及其他领域。
1、电源电压：交流220V/50Hz
2、输出电压范围50V~100V
3、最大输出电流：10A
4、具有过流保护功能，动作电流：12A
5、具有稳压功能 6) 效率不低于70%
电路原理图：
实验数据（程序）：
1、阻性负载
电阻负载a≤60 时，电流波形连续，一个波头为60°，所以积分区间为60°整流电压的平均值为：
电阻负载且60 ≤α≤120°时，电流波形断续，一个波头小于60°，所以积分区间小于60°，整流电压平均值为：
2、感性负载
当电感足够大时，整流电流波形连续且为水平线。
整流电流的平均值和有效值相等Id=I，每个晶闸管每周期导通120°，整流电压的平均值为
α=0°时，Ud0=2.34U2；α=90°时，Ud=0V。
移相范围为90°。
负载电流平均值为：
实验结论：
1、电源变压器：
将电网交流电压（220V或380V）变换成符合需要的交流电压，此交流电压经过整流后可获得电子设备所需的直流电压。
因为大多数电子电路使用的电压都不高，这个变压器是降压变压器。
2、整流电路：
利用具有单向导电性能的整流元件，把方向和大小都变化的50Hz交流电变换为方向不变但大小仍有脉动的直流电。
3、滤波电路：
利用储能元件电容器C两端的电压（或通过电感器L的电流）不能突变的性质，把电容C（或电感L）与整流电路的负载RL并联（或串联），就可以将整流电路输出中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电。
在小功率整流电路中，经常使用的是电容滤波。
4、稳压电路：
当电网电压或负载电流发生变化时，滤波电路输出的直流电压的幅值也将随之变化，因此，稳压电路的作用是使整流滤波后的直流电压基本上不随交流电网电压和负载的变化而变化。
创新点：。