12 整流、滤波及稳压电路（课件）- 高一《电工电子技术与技能》同步教学（高教版·第3版）

电工电子技术与技能 12整流、滤波及稳压电路 12.1整流中路 2 12.2滤波电路 3 12.3晶闸管单相可控整流中路 *12.4稳压电路 12.1整流电路 1.作用：整流电路是利用二极管或晶闸管的单向导电性将交流电变 换成直流电的电路。 2.单相桥式整流电路由变压器、四只接成电桥形式的二极管和负载 电阻组成。 √电源变压器Tr起降 VD2 压、隔离市电电源的 作用。 (a) √二极管VD1~VD4起 整流作用，所以称为 MD 9 KBL402 整流元件。 √整流电路的负载电 阻为Ro (6) 图12.1 桥式整流电路及整流波形 12.1整流电路 3桥式整流电路的工作原理 (1)输入电压为正半周时，A点电位最高，B点电位最低。VD1和VD3 正向偏置导通，VD2和VD4反向偏置截止。电流通路为：A→VD1→R →VD3→B。 (2)输入电压为负半周时，B点电位最高，A点电位最低。VD2和VD4 正向偏置导通，VD1和VD3反向偏置截止。电流通路为：B→VD2→R →VD4→A。 (3)无论输入电压是正半周还是负半周，通过负载R的电流方向始终 是从上向下的，波形如图12.1(b)所示。 12.1整流电路 4.数学表达式 (1)负载上得到的电压U。是输出电压波形在一个周期中的平均值： U,=22 U2=0.902 (12.1) 兀 (2)流过负载的电流： (12.2) R (3)流过每个二极管的平均电流： (12.3) (4)每个二极管承受的反向电压最大值： URM=2U (12.4) 12.1整流电路 [例]某电气设备采用桥式整流电路整流，电源电压为220V交流 电，需要整流输出的电压为6V,电流为25mA,试求整流二极 管参数。 [解]整流电路如图12.1(a)所示，由所需的电压和电流，根据式 (12.2)可计算出负载电阻为 6 0.025 2=2402 根据式(12.1)可知变压器二次电压为 U。6 U2=0.9 0.9 V=6.67V 根据式(12.3)可知二极管平均电流为 6=7o=7x0.025A=0.0125A=2.5mA 根据式(12.4)可知二极管承受的反向电压最大值为 UM=2U2=2×6.67V=9.4V 可选用反向耐压25V,正向电流0.1A以上的整流二极管 12.2滤波电路 ◆观察与思考 用筛子可以将大小不同的沙粒分开。与之类似，用滤波电路可以将电信号中 不同频率的成分分离开来，把不需要的成分滤除掉。根据容抗和感抗随频率发生 变化的特点，可以利用电容和电感构成所需的滤波电路。滤波电路的工作原理是 什么，有哪些应用呢？ 整流电路将交流电整流成单方向脉动的电压和电流后，一般适用于 蓄电池充电、电镀等对波形平滑程度要求不高的场合使用，而大多数电子 设备需要脉动程度小的平滑直流电，这就需要采用滤波电路。 滤波电路能将整流脉冲的单方向电压、电流变换为平滑的电压、电流， 常用的滤波电路有电容滤波电路、电感滤波电路和多级滤波电路。 12.2.1电容滤波电路 整流电路输出电压向负载供电的同时，也给电容充电。利用电容 器的充、放电特性，使输出电压平滑。 图12.4桥式整流电容滤波电路 8 12.2.1电容滤波电路 2.工作原理 整流输出的电压在向负载供电的同时，也给电容器充电。当充 电电压达到最大值，√2U后，2开始下降，电容器开始向负载电阻放 电。如果滤波电容足够大，而负载的电阻值又不太小的情况下，不 但使输出电压的波形变得平滑，而且输出电压U。的平均值增大。 只要选择合适的电容器容量C和负载电阻R,的阻值就可得到良 好的滤波效果。图12.4(b)中曲线3、2、1是对应不同容量滤波电 容的曲线。在曲线2时，负载两端电压的平均值估算 U。=1.2U2 3.电容滤波电路负载变化不宜过大、无法向负载提供较大的电流 12.2.21 电感滤波电路 电感对整流电路输出电压中的交流成 分呈现较大的阻抗，对直流成分感抗为零， 因此，交流成分基本都降落在电感线圈上， 而直流成分则降压在负载电阻上，从而负 载上得到平滑的直流电。 负载两端电压的平均值与桥式整流电路同，为U。=0.9U2 电感元件体积大，结构复杂，自身电阻也会引起直流电压和功率损失。 它适同于负载电流要求较大且负载变化大的场合。 10