【文章內容簡介】 在 U2負半周： D1 截止、 D2 管導通，負載中有電流流過。 圖 9 仿真三：單相全波整流電路 要求：二極管（理想） 2 只 仿真電路： 厚 德 勵 志 篤 學 精 藝 － 14 － 電子信息工程技術專業(yè) 畢業(yè)設計 （ 4）參數(shù)計算 ①輸出的直流電壓值為： ②流過負載平均電流： IDO= UO /RL=③流過整流二極管的平均電流： IF= IDO =④整流二極管的最大反向電壓： UDR=2SQR（ 2） U2 ⑤二極管的選擇： （ 1） D管的最大整流電流 IF必須大于實際流過二極管的平均電流 IDO： 厚 德 勵 志 篤 學 精 藝 － 15 － 電子信息工程技術專業(yè) 畢業(yè)設計 IF IDO =ULO/RL= U2/RL （ 2） D 管的最大反向工作電壓 UR必須大于二極管實際所承受的最大反向峰值電壓 URM： UR URM =2SQR（ 2） U2 橋式整流電路 （ 1） 電路圖：如圖 10所示，二極管 D D2 、 D D4四只二極管接成電橋的形式，名稱由此而來。 圖 10 （ 2）工作原理：在 V2的正半周， D D3 導通， D D4 截止， 通過 D D3給 RL 提供電流，方向由上向下（圖中虛線 )； 在 V2 的負半周， D D4導通， D D3 截止，通過 D D4給 RL 提供電流，方向仍然是由上向下（圖中虛線）由此得到圖示的整流波形。 厚 德 勵 志 篤 學 精 藝 － 16 － 電子信息工程技術專業(yè) 畢業(yè)設計 （ 3）波形圖 仿真四：橋式整流 電路 要求：整流橋（理想） 1只。 仿真電路： （ 4）參數(shù)計算 ①輸出的直流電壓值為： 厚 德 勵 志 篤 學 精 藝 － 17 － 電子信息工程技術專業(yè) 畢業(yè)設計 ②流過負載平均電流： IDO= UO /RL=③流過整流二極管的平均電流： IF= IDO =④整流二極管的最大反向電壓： UDR=SQR（ 2） U2 ⑤二極管的選擇： （ 1） D 管的最大整流電流 IF必須大于實際流過二極管的平均電流 IDO： IF IDO =ULO/RL= U2/RL （ 2） D 管的最大反向工作電壓 UR必須大于二極管實際所承受的最大反向峰值電壓 URM： UR URM =SQR（ 2） U2 綜合考慮，本設計選擇橋式整流電路較為合適。 濾波電路 作用：對整流電路輸出的脈動直流進行平滑，使之成為含交變成份很小的直流電壓。 說明：濾波電路實際上是一個低通濾波器，截止頻率低于整流輸出電壓的基波頻率。 厚 德 勵 志 篤 學 精 藝 － 18 － 電子信息工程技術專業(yè) 畢業(yè)設計 電 路形式：電容濾波、電感濾波、 L型濾波電路、 ?型濾波電路。 電容濾波電路 盡管整流后的電壓為直流電壓，但波動較大，仍然不能直接作為電源使用，還需進一步濾波，將其中的交流成份濾掉。濾波通常是采用電容或電感的能量存儲作用來實現(xiàn)的常用的濾波電路有電容濾波、電感濾波、倒 L小功率整流濾波電路中，電容濾波是最常用的一種，其特點是結構簡單，效果較好。 ① 電路組成： Ⅰ橋式整流、電容濾波電路如圖 11所示 : 圖 11 Ⅱ 電容濾波的原理： 電容是一個能儲存電荷的元件。有了電荷，兩極板之間就有電壓 UC=Q/C。在電容量不變時，要改變兩端電壓就必須改變兩端電荷，而電荷改變的速度，取決于充放電時間常數(shù)。時間常數(shù)越大，電荷改變得越慢，則電壓變化也越慢，即交流分量越小，也就“濾除”了交流分量。 ② 工作原理： 厚 德 勵 志 篤 學 精 藝 － 19 － 電子信息工程技術專業(yè) 畢業(yè)設計 Ⅰ負載未接入（開關 S斷開）時：設電容兩端初始電壓為零，接入交流電源后，當V2為正半周時， V2 通過 D D3 向電容 C充電； V2為負半周時，經 D D4 向電容 C C=RintC。 其中 Rint 包括變壓器副繞組的直流電阻和二極管的正向電阻。由于 Rint 一般很小，電容器很快就充電到交流電壓 V2的最大值 V2 ，由于電容無放電回路，故輸出電壓（電容 C 兩端的電壓 )保持在 V2 不變。 Ⅱ 1 接入負載 RL（開關 S 合上）時：設變壓器副邊電壓 V2 從 0開始上升時接入RL，由于電容已到 V2 ，故剛接入負載時， V2＜ VC，二極管在反向電壓作用下而截止，電容 C經 RL放電，放 d=RLC d 一般較大，故電容兩端電壓 Vc(即 Vo)按指數(shù)規(guī)律慢下降（圖中 a,b 段） 。 2 當 V2升至 V2＞ VC時，二極管 D D3 在正向電壓作用下而導通，此時 V2經 D D3 一方面向 RL 提供電流，一方面向 C 充電（接入 RL 后充電時間常數(shù)變?yōu)镃=RL//RintC≈ RintC ）。 VC 將如圖中 b、 c段所示 。 3 當 V2又降至 V2＜ VC時，二極管又截止，電容 C又向 RL放電，如圖中 c 、 d段所示 .電容如此周而復始充放電，就得到了一個如圖所示的鋸齒波電壓 Vo = VC ，由此可見 輸出電壓的波動大大減小。 4 為了得到平滑的負載電壓，一般取 d=RLC≥ (3 為交流電周期 20ms) 此時： Vo = ( 。 厚 德 勵 志 篤 學 精 藝 － 20 － 電子信息工程技術專業(yè) 畢業(yè)設計 仿真五：電容濾波 要求：電容 1000181。F 1 只 仿真電路： 厚 德 勵 志 篤 學 精 藝 － 21 － 電子信息工程技術專業(yè) 畢業(yè)設計 ③ 電容濾波的特點 RLC 越大，電容放電速度越慢，負載電壓中的紋波成份越小，負載平均電壓越高。為了得到平滑的輸出電壓，一般取： RLC≧（ 3— 5） T/2 (T— 交流電源電壓周期 ) RL 越小，輸出電壓越小。 （ 1）當 C一定時 ， RL→∞時，即空載： ULO= （ 2）當 C=0時，即無電容時： ULO= （ 3）一般情況下， ULO=（ —— )U2 電容濾波適用于負載電壓較高、負載變化不大的場合。 電感濾波電路 厚 德 勵 志 篤 學 精 藝 － 22 － 電子信息工程技術專業(yè) 畢業(yè)設計 ① 電路圖如圖 12所示： 圖 12 ② 電感濾波的原理： 電感濾波是利用電感的儲能來減小輸出電壓紋波的。當電感中電流增 大時，自電感電動勢的方向與原電流方向相反，自感電動勢阻礙電位增加的同時，也將能量儲存起來，使電流的變化減?。环粗?，當電感中電流減少時，自感電動勢的作用阻礙電流的減少，同時釋放能量，使電流變化減小，因此，電流的變化小，電壓的紋波得到抑制。 ③ 電感濾波電路的幾點說明： L越大、 RL越小，輸出電壓紋波越小； 忽略電感內阻， ULO= （理論值）； 電感濾波適用于低電壓，大電流的場合。 L 型濾波電路 厚 德 勵 志 篤 學 精 藝 － 23 － 電子信息工程技術專業(yè) 畢業(yè)設計 π 型濾波電路