一文通吃一切整流滤波电路

　　，经过变压、整流、滤波后输送给稳压电路进行稳压，终究成为安稳的直流电源。这个进程中的变压、整流、滤波等电路能够看作直流稳压电源的根底电路，没有这些电路对市电的前期处理，稳压电路将无法正常作业。

　　一般直流稳压电源运用电源变压器来改动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沟通电压，次级绕组输出所需求的沟通电压。浅显的说，电源变压器是一种电→磁→电转化器材。即初级的沟通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发生交变电动势。次级接上负载时，电路闭合，次级电路有交变电流经过。变压器的电路图符号见图2－3－1。

　　经过变压器变压后的仍然是沟通电，需求转化为直流电才干提供给后级电路，这个转化电路便是整流电路。在直流稳压电源中运用二极管的单项导电特性，将方向改变的沟通电整流为直流电。

　　半波整流电路见图2－3－2。其间B1是电源变压器，D1是整流二极管，R1是负载。B1次级是一个方向和巨细随时刻改变的正弦波电压，波形如图 2－3－3（a）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正导游通，电源电压加到负载R1上，负载R1中有电流经过；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中没有电流经过。在 2π～3π、3π～4π等后续周期中重复上述进程，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2－3－3（b）所示。因为这样得到的电压波形巨细仍是随时刻改变，咱们称其为脉动直流。

　　因为半波整流电路只运用电源的正半周，电源的运用功率十分低，所以半波整流电路仅在高电压、小电流等少量情况下运用，一般电源电路中很少运用。

　　因为半波整流电路的功率较低，所以人们很天然的想到将电源的负半周也运用起来，这样就有了全波整流电路。全波整流电路图见图2－3－6。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的次级也添加了一个中心抽头。这个电路实质上是将两个半波整流电路组合到一同。在0～π期间B1次级上端为正下端为负，D1正导游通，电源电压加到R1上，R1两头的电压上端为正下端为负，其波形如图2－3－7（b）所示，其电流流向如图2－3－8所示；在π～2π期间B1次级上端为负下端为正，D2正导游通，电源电压加到R1上，R1两头的电压仍是上端为正下端为负，其波形如图2－3－7（c）所示，其电流流向如图2－3－9所示。在2π～3π、3π～4π等后续周期中重复上述进程，这样电源正负两个半周的电压经过D1、D2整流后分别加到R1两头，R1上得到的电压总是上正下负，其波形如图2－3－7（d）所示。

　　全波整流电路每个整流二极管上流过的电流仅仅负载电流的一半，比半波整流小一倍。

　　因为全波整流电路需求特制的变压器，制造起来比较费事，所以呈现了一种桥式整流电路。这种整流电路运用一般的变压器，可是比全波整流多用了两个整流二极管。因为四个整流二极管连接成电桥方式，所以称这种整流电路为桥式整流电路。

　　由图2－3－13能够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2－3－14能够看出在电源负半周时，B1次级下端为正，上端为负，整流二极管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。R1两头的电压始终是上正下负，其波形与全波整流时共同。

　　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。

　　前面介绍的三种整流电路输出电压都小于输入沟通电压的有效值，假如需求输出电压大于输入沟通电压有效值时能够选用倍压电路，见图2－3－18。由图 2－3－19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经过D1充电，充电后C1两头电压挨近B1次级电压峰值，方向为左端正右端负；由图2－3－20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经过D1充电，充电后C2两头电压挨近C1两头电压与B1次级电压峰值之和，方向为下端正上端负。因为负载R1与C1并联，当R1足够大时，R1两头的电压即为挨近2倍B1次级电压。

　　二倍压整流电路还有别的一种方式的画法，见图2－3－21，其原理与图2－3－18彻底共同，仅仅表现方式不一样。

　　沟通电经过整流后得到的是脉动直流，这样的直流电源因为所含沟通纹波很大，不能直接用作电子电路的电源。滤波电路能够大大下降这种沟通纹波成份，让整流后的电压波形变得比较滑润。

　　电容滤波电路图见图2－3－23，电容滤波电路是运用电容的充放电原理到达滤波的效果。在脉动直流波形的上升段，电容C1充电，因为充电时刻常数很小，所以充电速度很快；在脉动直流波形的下降段，电容C1放电，因为放电时刻常数很大，所以放电速度很慢。在C1还没有彻底放电时再次开端进行充电。这样经过电容C1的重复充放电完成了滤波效果。滤波电容C1两头的电压波形见图2－3－24（b）。

　　电感滤波电路图见图2－3－26。电感滤波电路是运用电感对脉动直流的反向电动势来到达滤波的效果，电感量越大滤波效果越好。电感滤波电路带负载才能比较好，多用于负载电流很大的场合。

　　运用两个电容和一个电阻组成RC滤波电路，又称π型RC滤波电路。见图2－3－27所示。这种滤波电路因为添加了一个电阻R1，使沟通纹波都分管在R1上。R1和C2越大滤波效果越好，但R1过大又会形成压降过大，减小了输出电压。一般R1应远小于R2。

　　与RC滤波电路相对的还有一种LC滤波电路，这种滤波电路归纳了电容滤波电路纹波小和电感滤波电路带负载才能强的长处。其电路图见图2－3－28。

　　当对滤波效果要求较高时，能够经过添加滤波电容的容量来进步滤波效果。可是受电容体积约束，又不或许无约束增大滤波电容的容量，这时能够运用有源滤波电路。其电路方式见图2－3－29，其间电阻R1是三极管T1的基极偏流电阻，电容C1是三极管T1的基极滤波电容，电阻R2是负载。这个电路实际上是经过三极管T1的扩大效果，将C1的容量扩大β倍，即相当于接入一个（β+1）C1的电容进行滤波。

　　图2－3－29中，C1可挑选几十微法到几百微法；R1可挑选几百欧到几千欧，详细取值可根据T1的β值确认，β值高，R可取值稍大，只需确保T1的集电极－发射极电压（UCE）大于1.5V即可。T1挑选时要注意耗散功率PCM有必要大于UCEI，假如作业时发热较大则需求添加散热片。

　　有源滤波电路归于二次滤波电路，前级应有电容滤波等滤波电路，不然无法正常作业。

　　注：U为负载两头电压值；I为负载上电流值；e为整流二极管压降，一般取0.7V。

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