2022-2023学年高二物理竞赛课件：整流滤波电路

整流滤波电路 整流滤波电路 单相整流电路 滤波电路 电子电路工作时都需要直流电源提供能量，电池因使用费用高，一般只用于低功耗便携式的仪器设备中。本章讨论如何把交流电源变换为直流稳压电源，一般直流电源由如下部分组成： 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。 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。 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10.01所示。 单相桥式整流电路 单相全波整流电路 单相整流滤波电路 单相整流电路 单相桥式整流电路 (1) 工作原理 单相桥式整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路，其电路如图10.02（a）所示。 （a）桥式整流电路 （b）波形图 图10.02 单相桥式整流电路 在分析整流电路工作原理时，整流电路 中的二极管是作为开关运用，具有单向导电性。根据图10.02(a)的电路图可知： 当正半周时二极管D1、D3导通，在负载 电阻上得到正弦波的正半周。 在负载电阻上正负半周经过合成，得到的 是同一个方向的单向脉动电压。单相桥式整流 电路的波形图见图10.02(b)。 当负半周时二极管D2、D4导通，在负载 电阻上得到正弦波的负半周。 （动画10-1） （动画10-2） 根据图10.02（b）可知，输出电压是单相脉动电压。通常用它的平均值与直流电压等效。输出平均电压为 （2）参数计算 流过负载的平均电流为 流过二极管的平均电流为 二极管所承受的最大反向电压 流过负载的脉动电压中包含有直流分量和交流分量，可将脉动电压做傅里叶分析。此时谐波分量中的二次谐波幅度最大，最低次谐波的幅值与平均值的比值称为脉动系数S。 （3）单相桥式整流电路的 负载特性曲线 单相桥式整流电路的负载特性曲线是指输出电压与负载电流之间的关系曲线 该曲线如图10.03所示。曲线的斜率代表 了整流电路的内 阻。 图10.03 单相桥式整流电路 的负载特性曲线 10.1.1.2单相半波整流电路 单相整流电路除桥式整流电路外，还有单相半波和全波两种形式。单相半波整流电路如图10.04(a)所示，波形图如图10.04(b)所示。 (a)电路图 (b)波形图 图10.04 单相半波整流电路 根据图10.04可知，输出电压在一个工频周期内，只是正半周导电，在负载上得到的是半个正弦波。负载上输出平均电压为 流过负载和二极管的平均电流为 二极管所承受的最大反向电压 根据图10.05（b）可知，全波整流电路的输出，与桥式整流电路的输出相同。输出平均电压为 流过负载的平均电流为 二极管所承受的最大反向电压 单相全波整流电路的脉动系数S与单相桥式整流电路相同。 $