桥式整流二极管和滤波电容选取

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1、直流电源设计需注意的几个点设备业务工程师黄成机电一体化专业徐州建筑学院盐城一职中一、桥式整流电路：1.二极管的单向导电性、伏安特性曲线、“理想开关模型”、“理想恒压源模型”：如右下图所示：正向电压达一定值时（硅管0.7v，锗管0.5v），电流与电压可近似看成线性（正比）关系。二极管是一个非线性元件，对于非线性电路的分析与计算是比较复杂的。为了使电路的分析简化，可以用线性元件组成的电路来模拟二极管。二极管应用于直流电路时，常用一个理想二极管模型来等效，可把它看成一个理想开关。即“开关模型”：正偏时，相当于"开关"闭合（ON），电阻为零，压降为零；反偏时，相当于"开关"断开（OFF

2、），电阻为无限大，电流为零。理想二极管模型突出表现了二极管最基本的特性--单向导电性，所以广泛应用于直流电路及开关电路中。另外，还可以把二极管看成一个恒压降模型：当二极管导通以后,其管压降为恒定值,且不随电流改变,一般认为硅管为0.7V，锗管0.5V。2.桥式整流电路中电流的流向、空载输出电压、电流的计算、二极管的反向电压计算、输入输出波形：如上图所示，箭头是电流的方向。Usc=0.9*E2Isc=0.9Usc/Rfz每只二极管的反向电压为E2/2。二、电源滤波器：1.电源滤波过程分析：如果变压器为1：1的话，有效值为220V、频率为50HZ的交流电经电桥整流后为有效值200V

3、（220V*0.9）、频率为100HZ的单向脉动电压信号。为了获得直流电路工作所需的直流电源，还需对整流后的信号进行滤波处理，来过滤掉一些波动，使其非常接近于直流。实现电源的滤波方法常用的有两种：储能滤波电容滤波、π型滤波。如下图所示，采用了储能电容滤波，后输出波开形明显地平滑多了，脉动小多了。如果电容足够大的话，使桥电路输出的电压信更平滑，接近于一条直线。那么此时的电压约为260v(220V*1.2)。π型滤波又有电感式、电阻式。电感在滤波电路中被叫作扼流圈，有扼制交流的作用，能除去一些电桥输出信号上小小波动。所以π型滤波比只采用储能电容滤波输出的信号的平滑度稳定度更好。其中

4、电感的值要越大越好，阻交流就性能和稳定电路电流的作用就越好，但也不要太大，否则占的空间也就越大。电阻式一般用在电流小的场合，且其中的电阻的额定功率要大于负载的额定功率，否则会烧坏，另外电阻的阻值要很小，一般取1~3Ω。2.滤波电容的容量和耐压值的选定：对承担滤波任务的电容器C的容量要求，前面多次提到必须“足够大”，那么这里的“足够大”究竟是多大？在工程上可以这样来估算：c>(3~5)T/RF式中的T是指对电容器的充电周期。我国民用交流电频率是50Hz，周期是0.02s。那么，对半波整流电路，T=0.02s；对桥式整流电路，T=0.01秒。式中的R是指负载电阻。如果R＝30，则：

5、c>(3~5)0.01/30=(3~5)330uF如果在工作过程中有一个二极管突然开路，不论是哪一个二极管，其结果都是使桥式整流变成了半波整流，那么输出的直流电压值将会下降。所以二极管的选择一样也很重要。如果您想自己设计制作一个简单实用的直流电源，现假设您需要的输出电压是U，要0求输出电流不小于I，那么以下参数要求可以供您设计时参考。o电桥后输出电压有效值为（未被滤波）：U=U÷1.2≈0.82Ueoo电桥后输出电压波形的峰值为：U=2*U≈2*(0.82*U)≈2Umaxeoo滤波电容：C>(3~5)I/100UooU>(2+20%)U≈1.6Umaxoo注：20%为余量。I

6、o整流二极管：I>(1+20%)*()f2注：20%为余量，桥式整流，每一路的电流是总电流二分之一。U>(2+20%)*U≈1.6URoo3.电源滤波与信号滤波的异同点信号滤波器用来从输入信号中过滤出有用信号滤除无用信号和噪声干扰。其原理是利用电路的幅频特性，其通带的范围设为有用信号的范围，而把其他频谱成分过滤掉。而电源滤波器则是用来稳定电源的输出电压，基本可以理解为阻碍交流，导通直流。如果是交流电源，则通带是某一单一频率。两者区别为：信号滤波器用来过滤信号，其通带是一定的频率范围，而电源滤波器则是用来滤除交流成分，使直流通过，从而保持输出电压稳定；交流电源则是只允许某一特定的

7、频率通过。相同点：都是用电路的幅频特性来工作。