6.2整流滤波电路及稳压电路 (课件）-高二《汽车电工电子基础》同步教学（大连理工大学出版社）

任务2 整流滤波电路及稳压电路 将交流电变换成单向脉动电流的过程叫做整流，完成这种功能的电路称为整流电路. 常见的整流电路有：单相半波、全波、桥式和倍压整流电路。单相桥式整流电路用得最为普遍。 汽车硅整流发电机采用的是三相桥式整流电路。 图6-22 整流的功能 一、单相桥式全波整流电路 图 6-23 桥式整流电路 （a）桥式整流电路 (b) 简化画法 (c) 电路中电压与电流波形图 1．单相桥式全波整流工作原理 二极管就是图中的闸门，电源电压为正半周时，就相当于送来水的方向为上入下出的情况（图6-24a） 电源电压为负半周时，就相当于送来水的方向为下入上出的情况（图6-24b）。 图6-24 桥式整流的比喻 一个桥式闸门控制的水系，送入的水流是变化的，但送出的水流方向总是如图6-24c所示不变。 图6-24 桥式整流的比喻 4只二极管中两个、两个地轮流导通，轮流截止。因此在整个周期内，负载电阻RL上均有电流流过，而且始终是一个方向，即都是从负载的上端流向下端，所以称为全波整流。负载RL上电压、电流的波形如图6-24（c）所示。 2．负载获得的直流电压和电流 该直流电路输出的直流电压的平均值为 即:整流输出电压平均值： Uo=0.9U2 负载电流平均值: Io= Uo /RL =0.9 U2 / RL 其中U2——变压器次级电压的有效值。 3．整流二极管的选择原则 （1）流过二极管的平均电流 （2）最大反向电压URM 二极管最大反向电压： RM 2 2 U U = 在桥式整流电路中，每个二极管只有半周导通。因此，流过每只整流二极管的平均电流 IV 是负载平均电流的一半。 （选购时：二极管额定电流 2IV) （选购时：最大反向电压  2URM) 二 、滤波电路 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。 交流 电压 脉动 直流电压 整流 滤波 直流 电压 RL L RL C 1、电容滤波电路 以单向桥式整流电容滤波为例进行分析，其电路如图所示。 (1)电容滤波原理 a 桥式整流电容滤波电路 u1 u2 u1 b D4 D2 D1 D3 RL uo S C RL未接入时(忽略整流电路内阻) u2 t uo t 设t1时刻接通电源 t1 整流电路为电容充电 充电结束 没有电容时的输出波形 a u1 u2 u1 b D4 D2 D1 D3 RL uo S C uc RL接入（且RLC较大）时 (忽略整流电路内阻) u1 u2 u1 b D4 D2 D1 D3 RL uo S C u2 t uo t 无滤波电容 时的波形 加入滤波电容 时的波形 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 u2 t uo t 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脉冲波。 二极管中的电流 u1 u2 u1 b D4 D2 D1 D3 RL uo S C 一般取 ) 10 5 ( T C R τ L - ³ = (T:电源电压的周期) 近似估算: Uo=1.2U2 Io= Uo/RL 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 (2)电容滤波电路的特点  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  二极管承受的最高反向电压 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。 u2 u1 RL L uo （1）从阻抗的角度分析滤波原理 （2）从能量的角度分析滤波原理 电感滤波原理 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。 Uo=0.9U2 当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压约为： u2 u1 RL L uo 对直流分量: XL=0 相当于短路,电压大部分降在RL上 3．复式滤波电路 采用的电路形式主要有：LC滤波器（图6-27）、π型LC滤波器（图6-27）、π型RC滤波器（6-29）等。 图6-27 LC滤波器 图6-28 π型LC滤波器 图6-29 π型RC滤波器 三、稳压管稳压电路的原理 图6-30 稳压管并联稳压电路 电路由稳压管DZ和限流电阻R组成，稳压管为反向连接，它与负载电阻RL并联后，