发布时间 : 星期一 文章毕业论文-程控直流稳压电源设计与实现 11.06.04更新完毕开始阅读
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波，对于输出在几安一下的各种单相整流器来说，常在整流电路输出端并联一个一定电容量的滤波电容C，即为容性负载。
半波整流电路的优点是结构简单，使用的元器件少。但缺点是输出的波形脉动大，直流成分比较低；变压器有半个周期不导电，利用率低；变压器电流含有直流成分，容易饱和。所以只能用在输出功率较小、负载要求不高的场合。
2.1.2单向全波整流电路
单向全波整流电路如图2-3所示。
变压器T次级线圈具有中心抽头，即得到幅值相等而相位差180C的电压V21
o
和V22。在未接滤波电容时，当变压器T的次级线圈的交流电压上(1)正而下(2)负时，VD1受正向电压而导通，VD2受反向电压而截至。于是电流iD1通过VD1流过负载RL。另半个周期，即上(1)负而下(2)正时，VD2受正向电压而导通，VD1受反向电压而截至。于是电流iD2通过VD2流过负载RL。在一个周期内负载电流i0=iD1+iD2为单向脉动电流。负载电压为双半波，因此直流输出平均电压为单相半波整流电路的2倍，即V0＝0.9V2。
图2-3 单相全波整流电路
全波整流电路接入滤波电容C，其充放电过程与半波整流相同，但由于V21和V22轮流通过VD1和VD2向电容C充电，所以输出电压的脉动比半波整流时小。
2.1.3 桥式整流电路
桥式整流电路如图2-4所示。
工作原理简介如下：在V2的正半周内，VD1，VD4导通，VD2,VD3截至，在RL上建立起上正下负的脉动电压，如果忽略二极管的管压降及变压器的内阻，则
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V0=V2。而在V2的负办周，二极管VD2,VD3导通，VD1,VD4截至，在负载RL上仍建立起上正下负的脉动电压，如果忽略二极管的管压降及变压器的内阻，则V0=V2。由此可以看出，正负办周都有电流流过负载电阻RL，而且流过负载电阻的电流方向是一致的，因而输出电压的直流成分提高，脉动成分降低。
桥式整流电路的电压可作如下估算。整流元件仍认为是理想的，在纯电阻负载条件下，电压的顺时值为：
VO?负载直流电压平均值为
2V2sin?t0??t?2? (2-2)
VO?0.9V2 (2-3)
图2-4 桥式整流电路
每个二极管截止时的反向电压相同，为V2的幅值。即： Vd?同。
综上，桥式整流电路的特点是：与半波整流电路相比，在V2,RL相同的条件下，输出的直流电压提高了一倍；电流脉动程度减小；变压器正负半周都有对称电流流过，既得到充分利用，又不存在单向磁化的问题。所以它的应用较为广泛。但是需要4个整流二极管，线路稍复杂。
以上简单介绍了几种整流电路，根据其优缺点的判断，所以在我的设计中采用了桥式整流电路。一方面，能使电能得到充分利用，另一方面，由于有现成的整流桥集
2V2 (3-4)
导通二极管的电流平均值为负载电流平均值的一半，最大值与负载电流最大值相
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成元件，设计起来也比较方便。
2.2 滤波电路
交流电经整流电路后可变为脉动直流电流，其中含有较大的交流分量，为了使设备能用上纯净的直流电，还必须用滤波电路滤除脉动电压中的交流成份。滤波电路一般由电抗元件组成，如在负载电阻两端并联上电容器C，或在负载中串联上电感器L，或由电容，电感组合而成的各中复式滤波电路。
2.2.1 电容滤波电路
电容滤波就是在整流电路后面,用大量的电解电容与负载并联例如以桥式电路为例,整流滤波电路如图2-5所示:
并联在负载两端的电容器C即起滤波作用。下面以有负载RL和无负载RL 两种情况来分析滤波电路的工作原理。无负载，即RL开路时，电路接通瞬间设电容C上起始电压为零。电源接通后，通过整流管及变压器次级给C充电，因导通的二极管及变压器次级电源内阻很小，所以充电时间常数很小，充电电流很大。只要合理选择元件参数，便不会发生过热或烧坏晶体管的现象。当V2达到最大值时，Vc也基本上达到最大值。此后，V2开始减小，导通的二极管由于V2的绝对值小于Vc，处于反偏截至状态。此后，输出电压保持为Vc而不变，Vc?来时，因Vc不变，晶体管也不在导电。
2V2。当V2的负半周到
图2-5电容滤波电路
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当有负载RL时，设RL为定值，当电源接通且C上还有近似峰值电压时，电压
波形如图所示。在t1~t4间隔内，输入电压V2>Vc，VD1,VD2导电，电容C充电，Vc随充电过程而上升，到t2以后，V2按正弦规律下降，当Vc>V2时，整流管VD1,VD2处于反向偏置，停止导通；已充电的电容开始对负载电阻RL放电，即暂时代替电源向负载供电。电容C的放电电压按指数曲线下降。在t3瞬间，V2上升到Vc；t3以后，－V2>Vc，电容由放电转换为充电，VD3,VD4导通，构成电源向负载及电容供电的通路。t4以后，－V2 电容滤波器的特点如下： 1 加了滤波电容以后，输出电压的直流成分提高，脉动成分减小。这是利用电容的储能作用来实现的。当二极管导通时，电容充电将能量储存起来；二极管截至时，再把储存的能量释放给负载，一方面使输出电压波形比较平滑，同时也增加了输出电压的平均值。 2 电容滤波放电的时间常数（τ＝RLC）愈大，放电过程愈缓慢，输出电压愈高，同时脉动成分愈小，滤波效果愈好。当RLC?∞时，（如负载开路），电容没有放电通路，故VL＝2V2。当不加电容滤波时，桥式整流后负载上输出电压的平均值为VL＝0.9V2。 3电容滤波电路的输出电压随输出电流的增大而减小。这是由于滤波电路的负载电阻RL减小时，电容的放电过程加快，输出电流的平均值Io增大，而输出电压的平均值VL却减小了。通常把输出电压VL和输出电流Io之间的关系曲线称为电源的外特性。电路输出电压随电流的增大而下降的很快，这种外特性称之为软特性。所以电容滤波电路适合用于负载电流变化不大的场合。 4 电容滤波电路中，整流二极管的导通角小于180度，而且电容放电时间常熟越大，导通角越小。二极管在短暂的导电时间内，有很大的浪涌电流流过，这对管子的寿命不利。所以选用二极管时，应考虑它能承受最大冲击电流的情况。一般选管子时，要求它承受的正向电流的能力应大于平均输出电流的2~3倍。 电容滤波电路简单，制作方便。但是它的输出电流不宜太大，而且要求输出电压的脉动成分较小时，必须增加电容器的容量，因此电路的体积大也不经济。为此，RC-π型滤波电路在实际电路中经常使用。 RC-π型滤波电路如图2-6所示： 它实际上就是在电容滤波的基础上再加上1级RC滤波电路构成的。采用这种滤