电源电路中变压整流滤波电路详解.docx

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1、基础电路一般直流稳压电源都使用220伏市电作为电源，经过变压、整流、滤波后输送给稳压电路进行稳压，最终成为稳定的直流电源。这个过程中的变压、整流、滤波等电路可以看作直流稳压电源的基础电路，没有这些电路对市电的前期处理，稳压电路将无法正常工作。1、变压电路通常直流稳压电源使用电源变压器来改变输入到后级电路的电压。电源变压器由初级绕组、次级绕组和铁芯组成。初级绕组用来输入电源交流电压，次级绕组输出所需要的交流电压。通俗的说，电源变压器是一种电→磁→电转换器件。即初级的交流电转化成铁芯的闭合交变磁场，磁场的磁力线切割次级线圈产

2、生交变电动势。次级接上负载时，电路闭合，次级电路有交变电流通过。变压器的电路图符号见图1。图1变压器电路图符号2、整流电路经过变压器变压后的仍然是交流电，需要转换为直流电才能提供给后级电路，这个转换电路就是整流电路。在直流稳压电源中利用二极管的单项导电特性，将方向变化的交流电整流为直流电。（1）半波整流电路半波整流电路见下图。其中B1是电源变压器，D1是整流二极管，R1是负载。B1次级是一个方向和大小随时间变化的正弦波电压，波形如图2所示。0～π期间是这个电压的正半周，这时B1次级上端为正下端为负，二极管D1正向导通，电

3、源电压加到负载R1上，负载R1中有电流通过；π～2π期间是这个电压的负半周，这时B1次级上端为负下端为正，二极管D1反向截止，没有电压加到负载R1上，负载R1中没有电流通过。在2π～3π、3π～4π等后续周期中重复上述过程，这样电源负半周的波形被“削”掉，得到一个单一方向的电压，波形如图3所示。由于这样得到的电压波形大小还是随时间变化，我们称其为脉动直流。图2半波整流电路图图3半波整流波形图设B1次级电压为E，理想状态下负载R1两端的电压可用下面的公式求出：整流二极管D1承受的反向峰值电压为：由于半波整流电路只利用电源的

4、正半周，电源的利用效率非常低，所以半波整流电路仅在高电压、小电流等少数情况下使用，一般电源电路中很少使用。（2）全波整流电路由于半波整流电路的效率较低，于是人们很自然的想到将电源的负半周也利用起来，这样就有了全波整流电路。全波整流电路图见图4。相对半波整流电路，全波整流电路多用了一个整流二极管D2，变压器B1的次级也增加了一个中心抽头。这个电路实质上是将两个半波整流电路组合到一起。在0～π期间B1次级上端为正下端为负，D1正向导通，电源电压加到R1上，R1两端的电压上端为正下端为负，其波形如图5所示，其电流流向如图6所示

5、；在π～2π期间B1次级上端为负下端为正，D2正向导通，电源电压加到R1上，R1两端的电压还是上端为正下端为负，其波形如图5所示，其电流流向如图7所示。在2π～3π、3π～4π等后续周期中重复上述过程，这样电源正负两个半周的电压经过D1、D2整流后分别加到R1两端，R1上得到的电压总是上正下负，其波形如图5所示。图4全波整流电路图图5全波整流波形图图6全波整流电路电流流向图图7全波整流电路电流流向图设B1次级电压为E，理想状态下负载R1两端的电压可用下面的公式求出：整流二极管D1和D2承受的反向峰值电压为：全波整流电路每

6、个整流二极管上流过的电流只是负载电流的一半，比半波整流小一倍。（3）桥式整流电路由于全波整流电路需要特制的变压器，制作起来比较麻烦，于是出现了一种桥式整流电路。这种整流电路使用普通的变压器，但是比全波整流多用了两个整流二极管。由于四个整流二极管连接成电桥形式，所以称这种整流电路为桥式整流电路。图8桥式整流电路图由图9可以看出在电源正半周时，B1次级上端为正，下端为负，整流二极管D4和D2导通，电流由变压器B1次级上端经过D4、R1、D2回到变压器B1次级下端；由图10可以看出在电源负半周时，B1次级下端为正，上端为负，整

7、流二极管D1和D3导通，电流由变压器B1次级下端经过D1、R1、D3回到变压器B1次级上端。R1两端的电压始终是上正下负，其波形与全波整流时一致。图9桥式整流电路电流流向图图10桥式整流电路电流流向图设B1次级电压为E，理想状态下负载R1两端的电压可用下面的公式求出：整流二极管D1和D2承受的反向峰值电压为：桥式整流电路每个整流二极管上流过的电流是负载电流的一半，与全波整流相同。通常情况下桥式整流电路都简化成图11的形式。图11桥式整流简化电路图（4）倍压整流电路前面介绍的三种整流电路输出电压都小于输入交流电压的有效值，

8、如果需要输出电压大于输入交流电压有效值时可以采用倍压电路，见图12。由图13可知，在电源的正半周，变压器B1次级上端为正下端为负，D1导通，D2截止，C1通过D1充电，充电后C1两端电压接近B1次级电压峰值，方向为左端正右端负；由图14可知，在电源的负半周，变压器B1次级上端为负下端为正，D1截止，D2导通，C2通过