整流滤波电路的设计
《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
大学物理实验报告整流滤波电路
大学物理实验报告整流滤波电路
一、实验目的
本次实验的目的是研究一个简单的由正反滤波电路构成的直流整流滤波电路的工作原理。
二、实验原理
整流滤波电路把一个不稳定的交流电转换为一个稳定的直流电，其原理如下：
正反滤波电路主要由正滤波器和反滤波器连接组成。
正滤波器是使交流电经元滤除电
压波动，将波动幅度缩小，让电压值有所下降，以此达到较低交流电压；反滤波器则通过
消耗抖动部分能量以稳定原来的电压。
三、实验仪器
① DSO-7102D万用表
② 数字万用表
③ 数字示波器
④ 数字电源
四、实验参数
本次实验利用正反滤波电路，使用R1=1KΩ，R2=470Ω和C1=1μF的电路参数，输入
的是50HZ的交流信号，直流电压的范围是0V到12V。
五、实验程序
1. 取一个正反滤波电路，按照实验要求，将R1、R2和C1接好。
2. 将DSO-7102D万用表、数字万用表、数字示波器和数字电源连接好电路，并调整
好电源的直流电压。
3. 将数字示波器的触发输入接入正反滤波电路的输入，打开数字示波器，启动记录。
4.用数字万用表量测输入端和输出端的电压，获得静态波形数据。
六、实验结果
实验结果如下图所示：
可以看到，通过正反滤波电路，原来交流电的周期抖动明显减少，实现了交流信号转
换为稳定的直流电压。
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
整流滤波电路ppt课件
作业：
1. 测量直流稳压电源纹波电压时，发现接入负载和负载开 路测得的纹波电压大小相差很多，这种现象是否正常？ 为什么？
答：正常。 当负载开路时，滤波电容放电速度很慢，故输出电
压比较平稳，纹波电压很小；当接入负载电阻后，滤波 电容放电加快，使输出电压波动增大，所以纹波电压较 大。因此纹波电压大小的测量，应在额定负载下进行。
L
C1
C2 RL
C1、C2 对交流容抗小 L 对交流感抗很大
负载电流小时，
可用R 代替L。
*讨论
1. 测量直流稳压电源纹波电压时，发现接入负载和负载开 路测得的纹波电压大小相差很多，这种现象是否正常？ 为什么？ 答案
*2. 试比较电容滤波、电感滤波、π型滤波电路的特点与应用 场合。 答案
讨论小结
(3) 选择整流二极管
T 1 f 150 s 0.02 s
取
RLC
4T 2
0.04 s
则得 C 0.04s 1 000 F 40
可选取 1 000 F、耐压 50 V 的电解电容。
二、其它形式的滤波电路
1. 电感滤波 +
~ u2
2. 型滤波 +
~ u2
L RL
L 通直流阻交流
L 越大，负载电阻越小， 滤波效果越好。
0.45 U2
RL
URM 2U2
二、桥式整流电路 续
5. 桥式整流电路的简化画法
~
6. 整流桥
+
RL uo
~~
9.1.2 滤波电路
利用电容、电感的储能 作用，滤除纹波，得到
平滑的直流输出电压。
一、电容滤波电路 1. 工作原理 2. 输出电压
当 RL = 时：
26 实验四 整流滤波电路
一、实验名称
整流滤波电路
二、实验目的
1、熟悉单相半波、桥式整流电路。
2、观察了解电容滤波作用。
三、实验原理
1、利用二极管的单向导电作用，可将交流电变为直流电。
常用的二极管整流电路有单相半波整流电路和桥式整流电路等。
2、在桥式整流电路输出端与负载电阻R L并联一个较大电容C，构成电容滤波电路。
整流电路接入滤波电容后，不仅使输出电压变得平滑、纹波显著成小，同时输出电压的平均值也增大了。
四、仪器设备
实验箱（整流滤波与并联稳压电路）、示波器、数字万用表
五、实验步骤
1、半波整流、桥式整流电路
实验电路分别如图所示，分别接两种电路，用示波器观察U2及UL的波形，并测量U2、UL。
图一
图二
2、电容滤波电路
实验电路如图三。
图三
（1）分别用不同电容接入电路，RL先不接，用示波器观察波形，用电压表测UL并记录。
（2）接上RL，先用RL=1KΩ，重复上述实验并记录。
（3）将RL改为150Ω，重复上述实验。
六、数据记录
电路形式U2/V UL/V 半波整流电路
桥式整流电路
2、半波整流、桥式整流电路输入U2、输出UL的波形图
3、滤波电路数据记录
(1)RL开路（RL=∞）
C/μF UL/V
0.33
470
(2)C=470μF
RL UL/V
∞
1KΩ
150Ω
4、滤波电路输出UL的波形图
C=0.33μF RL=∞C=470μF RL=∞
C=470μF RL=1KΩC=470μF RL=150Ω。
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。
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。
整流滤波实验报告
整流滤波实验报告整流滤波的电路设计实验一、实验目的：1、研究半波整流电路，全波整流电路。
2、电容滤波电路，观察滤波器在半波和全波整流中的滤波效果。
3、整流滤波电路输出脉动电压的峰值4、进一步掌握示波器显示与测量的技能。
二、实验仪器：示波器，6v交流电源，面包板，电容（470uF、10uF）电阻（200Ω,100Ω,50Ω,25Ω），导线若干。
三、实验原理：1、实验思路利用二极管正向导通反向截至的特性，与RC电路的特性，通过二极管、电阻与电容的串并联设计出各种整流电路和滤波电路进行研究。
2、半波整流电路变压器的次级绕组与负载相接，中间串联一个整流二极管，就是半波整流。
利用二极管的单向导电性，只有半个周期内有电流流过负载，另半个周期被二极管所阻，没有电流。
2.1单相半波整流只在交流电压的半个周期内才有电流流过负载的电路称为单相半波整流电路。
原理：如图4.1，利用二极管的单向导电性，在输入电压Ui 为正的半个周期内，二极管正向偏置，处于导通状态，负载RL上得到半个周期的直流脉动电压和电流；而在Ui为负的半个周期内，二极管反向偏置，处于关断状态，电流基本上等于零。
由于二极管的单向导电作用，将输入的交流电压变换成为负载RL两端的单向脉动电压，达到整流目的，其波形如图4.2。
3、全波桥式整流前述半波整流只利用了交流电半个周期的正弦信号。
为了提高整流效率，使交流电的正负半周信号都被利用，则应采用全波整流，现以全波桥式整流为例，其电路和相应的波形如图6.2.1-3所示。
若输入交流电仍为tUt u Piωsin )(=（8）则经桥式整流后的输出电压u 0(t)为（一个周期） tU u tU u P P ωωsin sin 00-==πωππω20≤≤≤≤t t（9）其相应直流平均值为⎰≈==TPPU U dt t u T u 0637.02)(1π（10）由此可见，桥式整流后的直流电压脉动大大减少，平均电压比半波整流提高了一倍（忽略整流内阻时）。
- 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)。
一般取 R L C(3~5)T 2(1.5~2.5)T
近似估算: Uo(AV)≈1.2U2
(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 ; 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
性能及应用场合分别与电容滤波和电感滤波相似。
整流滤波电路的设计
15
１. RC – 型滤波器
改善滤波特性的方法：采取多级滤波
RC – 型滤波器
R
u1
u2
uo1´
C1
C2
RL uo
整流滤波电路的设计
16
u1
u2
R
uo1´
C1
C2
RL uo
uo的交流分量的基波的幅值：
U o1mRR L R /L//(/j X (jC X 2C )2)U 'o1m 1
输出电压可以近似看成 锯齿波，如图所示。
设uc每次充电到峰值
Uomax= 2 U2后按RLC放电的
初始斜率线性下降，经过
τ=RLC放电结束交于横轴；
并令在
T 2
（T为正弦波周
期）处为电容充放电转换时的电压值Uomin。
则：
U U 2U O(AV)
Omax Omin
整流滤波电路的设计
8
由相似三角形关系可得：
Uo1m
RL RRL
C2
(R//RL)2 (
整流滤波电路的设计
1
Uo'1m )2
C2
17
1
Uo1m
RL RRL
C2
(R//RL)2
( 1 )2
C2
Uo'1m
通常选择滤波元件的参数使得：
1
C2
(R//RL)
U o1mRR L R L
1 C 2(R//R L)Uo1m '
1．电容滤波原理
a
以单向 桥式整流电 u1 u1 容滤波为例 进行分析， 其电路如图
D4
u2
D1
S
D3
C
D2
RL
uo
所示。
b
桥式整流整滤波流电路电的设容计 滤波电路
2
a
u1 u1
D4
u2
D1
D3
C
S uo
D2
RL
b
当RL未接入时(电容初始电压为0)：
u2
uo =uc= 2 U2
设t1时刻接
t1
通电源 整流电路为
以（Uomax－Uomin）为基波峰-峰值，则
UOma2xUOmin4TR LCUOmax
S 4TR LCUOmax
T
1
UOm(a1x4TR LC)
4R LCT
4R LC1 T
实际uo的波动没有近似波形误差大，故实际S比 计算值要小。
整流滤波电路的设计
10
(a) 输出电压 平均值Uo与时间常数 RLC 有关
ID(AV)＞（2~3） IO(AV) 。
改变RLC会对UO(AV)和S有影响，将UO(AV)和IO(AV) 的关系曲线称为输出特性，将S和IO(AV)的关系曲线称 为滤波特性，如果RLC越小，UO(AV)越低，则S越大， 而加大C可使滤波效果和负载能力增强，但 C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
T
UOmaxUOmin 2
UOmax
RLC
UOma2xUOmin4TR LCUOma
则： UO(AV) UOma2xUOminUOmaxUOma2xUOmin
UOma(x14R TLC)
即： UO(AV)
T 2U2 ( 1 4RLC )
Io(AV)= Uo(AV)/RL
整流滤波电路的设计
9
脉动系数S：采用近似波形计算。
uo
充电结束
没时有的t电输容出
uc
波形
电容充电
τ =R C 整流滤波电路的设计
c int
（Rint为充电回 路等效电阻）
t
3
u1 u1
D4
u2
D1
D3
C
S uo
D2
RL
b
当RL接入时（假设RL是u2在从0上升时接入的）： u2
uo
t
加入滤波电容
时的波形
整流滤波电路的设计
无滤波电容
时的波形4
t
uo
t
u2下降， u2小于电容上的电压。 二极管承受反向电压而截止。
u2上升, u2大于电容 上的电压uc,u2对电容充电，
电容C通过RL放电， uc按指数
规律下降，时间常数 = RL C
uo= uc u2
整流滤波电路的设计
5
u1 u1
D4
u2
D1
D3
C
D2 b
u2
只有整流电路输出 电压大于uc时，才 有充电电流。因此 二极管中的电流是 uo 脉冲波。
§10.3 滤波电路
交流 整流
脉动
滤波 直流
电压
直流电压
电压
经过整流后的电源电压虽然没有交流变化成分， 但其脉动较大，需要经过滤波电路消除其脉动成分， 使其更接近于直流。
滤波的方法一般采用无源元件电容或电感，利 用其对电压、电流的储能特性达到滤波的目的。
整流滤波电路的设计
1
一、电容滤波电路
电容滤波电路是使用最多也是最简单的滤波电路。 其结构为在整流电路的输出端并联一较大容量的电解 电容，利用电容对电压的充放电作用使输出电压趋于 平滑。该形式电路多用于小功率电源电路中。
当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压:
U ≈0.9U 整流滤波电路的设计
o(AV)
2
14
三、其他形式的滤波电路
改善滤波特性的方法：采取多级滤波。如： RC– 型滤波电路：在电容滤波后再接一级RC滤
波电路。 L-C 型滤波电路：在电感滤波后面再接一电容。
LC – 型滤波电路：在电容滤波后面再接L-C 型 滤波电路。
小且负载变化不大的场合。
整流滤波电路的设计
12
二、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
整流滤波电路的设计
13
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。 因此，在输出端得到比较平滑的直流电压。
整流滤波电路的设计
S uo
RL
t
二极管中的 电流
t 6
u1 u1
D4 u2
D1
S
D3
C
D2
RL
b
RL接入（且RLC较大）时 u2
电容充电时，
电容电压滞后于u2。RLC越小，输 出电压越低。
uo
整流滤波电路的设计
uo
t t7
2．电容滤波的主要参数
因为滤波的过程中含有正弦波、指数曲线及谐波 成分，一般很难用精确的数学表达式进行计算，所 以一般使用中多采用近似估算来确定其参数。
(d) 滤波电容应选用耐压>1.1 2U 2 的电解电容。
整流滤波电路的设计
11
由UO(AV)的表达式可看出，C越大， UO(AV)也越 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