全波整流滤波电路
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整流滤波稳压电路原理一、引言稳压电路是现代电子设备中常用的一种电路,其作用是将不稳定的输入电压转换为稳定的输出电压,以保证电子设备的正常工作。
而整流滤波稳压电路则是稳压电路中的一种重要形式,本文将详细介绍整流滤波稳压电路的原理和工作过程。
二、整流滤波稳压电路的原理整流滤波稳压电路主要包括整流电路和滤波电路两部分。
整流电路的作用是将交流输入电压转换为直流电压,而滤波电路则用于去除直流电压中的纹波,得到稳定的直流输出电压。
1. 整流电路整流电路采用整流元件(如二极管)将输入电压的负半周期或正半周期截取,使其成为单向导通的电流。
常见的整流电路有半波整流电路和全波整流电路两种。
(1)半波整流电路半波整流电路只能将输入电压的正半周期截取,而负半周期则被截去。
其电路中只需一个二极管即可实现,结构简单、成本低廉,但输出电压的纹波较大,稳定性较差。
(2)全波整流电路全波整流电路能够将输入电压的正半周期和负半周期均截取。
其电路中一般采用两个二极管,实现了电流的双向导通。
相比半波整流电路,全波整流电路的输出电压波动较小,稳定性较好。
2. 滤波电路滤波电路的作用是将整流后的直流电压中的纹波去除,得到稳定的直流输出电压。
常见的滤波电路有电容滤波电路和电感滤波电路两种。
(1)电容滤波电路电容滤波电路通过在电路中串联一个电容器,将纹波电压的高频成分通过电容器绕过,从而实现对纹波的滤波作用。
电容滤波电路具有结构简单、成本低廉的优点,但对于低频纹波的滤波效果较差。
(2)电感滤波电路电感滤波电路通过在电路中串联一个电感元件,利用电感元件的自感性质,将纹波电压的低频成分通过电感元件绕过,从而实现对纹波的滤波作用。
电感滤波电路对于低频纹波的滤波效果较好,但结构复杂、成本较高。
三、整流滤波稳压电路的工作过程整流滤波稳压电路的工作过程如下:1. 输入电压经过整流电路,将交流电压转换为直流电压。
2. 直流电压经过滤波电路,去除直流电压中的纹波成分。
物理实验中心实验指导书整流、滤波与稳压电路ﻬ整流、滤波与稳压电路整流电路是将工频交流电转为具有直流电成分的脉动直流电.整流电路由整流器件组成。
滤波电路是将脉动直流中的交流成分滤除,减少交流成分,增加直流成分。
滤波电路直接接在整流电路后面,通常由电容器,电感器和电阻器按照一定的方式组合而成.作用是把脉动的直流电变为平滑的直流电供给负载.稳压电路对整流后的直流电压采用负反馈技术进一步稳定直流电压。
直流电源的方框图如图1所示。
滤波电路利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同,实现滤波。
电容器C对直流开路,对交流阻抗小,所以CL对直流阻抗小,对交流阻抗大,因此L 应与负载串联.经过滤波电路后,既可保留直流分量、又可滤掉一部分交流分量,改变了交直流成分的比例,减小了电路的脉动系数,改善了直流电压的质量。
一、实验目的1。
了解整流、滤波电路的作用.2。
进一步熟悉示波器的使用.3。
观察单相半波、单相桥式及单相桥式整流电容滤波电路的输入、输出电压波形。
二、实验原理为方便分析,把二极管当作理想器件,即认为它加上正向电压导通时电阻为零,加上反向电压截止时电阻为无穷大.电容器在电路中有储存和释放能量的作用,电源供给的电压升高时,它把部分能量储存起来,而当电源电压降低时,就把能量释放出来,从而减少脉动成分,使负载电压比较平滑。
1。
单相半波整流电路电路如图2所示。
设在输入交流电压正半周:A端为正、B端为负,二极管因承受正向电压而导通,电流I L通路是A-V1—RL-B。
忽略二极管正向压降时,输入电压全部加在负载R L上。
在输入交流电压负半周:B端为正、A端为负,二极管因承受反向电压而截止。
输入电压几乎全部降落在二极管V上,负载RL上电压基本为零。
图1 直流稳压电路方框图由图5可见,在交流电一个周期内,二极管半个周期导通半个周期截止,以后周期重复上述过程.2.单相桥式整流电路电路如图3所示。
设在输入交流电压正半周:A端为正、B端为负,即A点电位高于B点电位。
完整版整流滤波电路实验报告一、实验目的1.掌握整流电路和电容滤波器的原理;2.学习整流滤波电路的构成和基本特性,理解滤波器的放大频率、截止频率、衰减频率、阻抗匹配、负载等参数的影响;3.通过实验掌握用示波器测量电源电压和负载电压、电容滤波器工作时的电压波形,以及不同频率下电压波形的变化规律。
二、实验原理1.整流电路在交流电源上连接一个电阻和一个二极管组成的电路,能将交流电转换成直流电,这种电路称为整流电路。
半波整流电路和全波整流电路是最基本的整流电路。
其中,半波整流电路通过一个二极管使正半周电压通过,而负半周电压被截去,只保留正半周脉动电平。
全波整流电路则是通过两个二极管交替的截取来自两个方向的电压脉动,从而得到纯的正弦波。
2.电容滤波器电容滤波器是在整流电路输出直流电后,通过在输出端并联一个电容,使其中的交流分量被短路来达到滤波的目的。
电容滤波器的原理是利用电容器在电路中的充电和放电过程来消除信号中的高频噪声成分,因为当信号的变化频率很高时,电容器的充放电过程较长,其阻抗较低,从而使信号通过电容器时得以短路,而低频信号则可以通过电容器,从而实现滤波的目的。
三、实验器材示波器、直流稳压电源、万用表、电阻、电容、二极管等。
四、实验步骤1.搭建半波整流电路(1)将直流稳压电源的正极接入电路实验板的“+”端,负极接入电路实验板的“-”端。
(2)将一根导线连接实验板的正极输出端口,另一端连接到电阻上,再将电阻另一端连接到一根全向二极管的负极,再将二极管的正极连接“+”端口。
(3)将示波器的地线夹具接入电路实验板上的“-”端,探头夹具接到“+”端口。
2.观察半波整流电路的输出波形并记录数据当电路接通,给直流稳压电源接上交流电源后,打开示波器的电源开关,选择一个适当的时间基和交流电源的频率进行观察,调整电源供应电压,将示波器指针设置在一个适当的位置,记录电压值和电阻的电压值。
4.搭建电容滤波电路(1)在搭建半波整流电路的基础上,将一个电容电器连接在二极管的负极上,另一端连接在接地端口上,即在短路的电阻之间并联一个电容。
整流滤波电路实验报告姓名:XXX 学号:5702112116 座号:11 时间:第六周星期4一、实验目的1、研究半波整流电路、全波桥式整流电路。
2、电容滤波电路,观察滤波器在半波和全波整流电路中的滤波效果。
3、整流滤波电路输出脉动电压的峰值。
4、初步掌握示波器显示与测量的技能。
二、实验仪器示波器、6v交流电源、面包板、电容(10μF*1,470μF*1)、变阻箱、二极管*4、导线若干。
三、实验原理1、利用二极管的单向导电作用,可将交流电变为直流电。
常用的二极管整流电路有单相半波整流电路和桥式整流电路等。
2、在桥式整流电路输出端与负载电阻RL并联一个较大电容C,构成电容滤波电路。
整流电路接入滤波电容后,不仅使输出电压变得平滑、纹波显著成小,同时输出电压的平均值也增大了。
四、实验步骤1、连接好示波器,将信号输入线与6V交流电源连接,校准图形基准线。
2、如图,在面包板上连接好半波整流电路,将信号连接线与电阻并联。
3、如图,在面包板上连接好全波整流电路,将信号输入线与电阻连接。
4、在全波整流电路中将电阻换成470μF的电容,将信号接入线与电容并联。
5、如图,选择470μF的电容,连接好整流滤波电路,将信号接入线与电阻并联。
改变电阻大小(200Ω、100Ω、50Ω、25Ω)200Ω100Ω50Ω25Ω6、更换10μF的电容,改变电阻(200Ω、100Ω、50Ω、25Ω)200Ω100Ω50Ω 25Ω 五、数据处理1、当C 不变时,输出电压与电阻的关系。
输出电压与输入交流电压、纹波电压的关系如下:avg)r m V V V (输+=又有i avg R C V ••=输89.2V )(r 所以当C 一定时,R 越大就越小)(r V avg越大输V2、当R 不变时,输出电压与电容的关系。
由上面的公式可知当R 一定时,C 越大就越小)(r V avg 就越大输V 3、桥式整流的优越性。
1、输出电压波动小。
2、电源利用率高,每个半周期内都有电流经过。
整流、滤波、稳压电路看不懂你砍我好久的电路原理说明,终于能够看懂整流滤波稳压电路了,分享一下。
一、整流与滤波电路整流电路的任务是利用二极管的单向导电性,把正、负交变的50Hz电网电压变成单方向脉动的直流电压。
整流电路只是将交流电变换为单方向的脉动电压和电流,由于后者含有较大的交流成分,通常还需在整流电路的输出端接入滤波电路,以滤除交流分量,从而得到平滑的直流电压。
由波形可知:1.开关S打开时,电容两端电压为变压器付边的最大值。
2 .开关S闭合,即为电容滤波电阻负载,当变压器付边电压大于电容上电压时,电容充电,输出电压升高,当时电容放电,输出下降。
如此充电快,放电慢的不断反复,在负载上将得到比较平滑的输出电压。
当负载电阻越大时,放电越慢,纹波电压越小,负载电阻小时,放电快,纹波大,而且输出电压低。
为此有三种情况下的输出电压估算值:1)电容滤波,负载开路时。
2)无电容滤波,电阻负载时,输出电压平均值为:。
3)电容滤波,电阻负载时通常用下式进行估算,通常按估算。
为确保二极管安全工作,要求:不同电子设备要求其电源电压的平滑程度不同,为此可采用不同的滤波电路。
常见的有电容滤波、电感滤波和复式滤波电路(两个或两个以上滤波元件组成)。
二、线性串联型稳压电路整流滤波后的电压是不稳压的,在电网电压或负载变化时,该电压都会产生变化,而且纹波电压又大。
所以,整流滤波后,还须经过稳压电路,才能使输出电压在一定的范围内稳定不变。
1.稳压电路(电源)的主要性能指标输出的稳定电压值Vo,最大输出电流Imax,输出纹波电压V~,稳压系数(电压调整率),该值越小,稳定性越好。
输出电阻(内阻),,内阻越小越好。
2.串联型稳压电路的基本结构基本思路:串联型:当输入电压(VI)改变时,能自动调节(VCE)电压的大小,使输出电压(Vo)保持恒定。
例如:VI↑→Vo↑→经取样和放大电路后→IB↓→VCE↑→Vo↓串联型稳压电路基本结构:VI是整流滤波后的电压,T为调整管,A为比较放大电路,VREF为基准电压,它由稳压管Dz与限流电阻R构成。
二极管全波整流滤波电路①下面分两部分介绍其工作原理,即桥式整流电路与滤波电路两部分。
首先,介绍桥式整流电路,其工作原理为如下:电路图图10.02(a)在分析整流电路工作原理时,整流电路中的二极管是作为开关运用,具有单向导电性。
根据图10.02(a)的电路图可知:当正半周时二极管D1、D3导通,在负载电阻上得到正弦波的正半周。
当负半周时二极管D2、D4导通,在负载电阻上得到正弦波的负半周。
在负载电阻上正负半周经过合成,得到的是同一个方向的单向脉动电压。
单相桥式整流电路的波形图见图10.02(b)。
下面介绍滤波电路的工作原理:(1)滤波的基本概念滤波电路利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同,实现滤波。
电容器C对直流开路,对交流阻抗小,所以C应该并联在负载两端。
电感器L对直流阻抗小,对交流阻抗大,因此L 应与负载串联。
经过滤波电路后,既可保留直流分量、又可滤掉一部分交流分量,改变了交直流成分的比例,减小了电路的脉动系数,改善了直流电压的质量。
(2)电容滤波电路现以单相桥式电容滤波整流电路为例来说明。
电容滤波电路如图10.06所示,在负载电阻上并联了一个滤波电容C。
若电路处于正半周,二极管D1、D3导通,变压器次端电压v2给电容器C充电。
此时C 相当于并联在v2上,所以输出波形同v2,是正弦形。
当v2到达90°时,v2开始下降。
先假设二极管关断,电容C就要以指数规律向负载RL放电。
指数放电起始点的放电速率很大。
在刚过90°时,正弦曲线下降的速率很慢。
所以刚过90°时二极管仍然导通。
在超过90°后的某个点,正弦曲线下降的速率越来越快,当刚超过指数曲线起始放电速率时,二极管关断。
所以,在t1到t2时刻,二极管导电,C充电,v C=v L按正弦规律变化;t2到t3时刻二极管关断,v C=v L按指数曲线下降,放电时间常数为R L C。
通过以上分析画出波形图如下:②讨论C和RL的大小对输出电压的影响。
二极管全波整流滤波电路
①下面分两部分介绍其工作原理,即桥式整流电路与滤波电路两部分。
首先,介绍桥式整流电路,其工作原理为如下:
电路图
图10.02(a)
在分析整流电路工作原理时,整流电路中的二极管是作为开关运用,具有单向导电性。
根据图10.02(a)的电路图可知:当正半周时二极管D1、D3导通,在负载电阻上得到正弦波的正半周。
当负半周时二极管D2、D4导通,在负载电阻上得到正弦波的负半周。
在负载电阻上正负半周经过合成,得到的是同一个方向的单向脉动电压。
单相桥式整流电路的波形图见图10.02(b)。
下面介绍滤波电路的工作原理:
(1)滤波的基本概念
滤波电路利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同,实现滤波。
电容器C对直流开路,对交流阻抗小,所以C应该并联在负载两端。
电感器L对直流阻抗小,对交流阻抗大,因此L 应与负载串联。
经过滤波电路后,既可保留直流分量、又可滤掉一部分交流分量,改变了交直流成分的比例,减小了电路的脉动系数,改善了直流电压的质量。
(2)电容滤波电路
现以单相桥式电容滤波整流电路为例来说明。
电容滤波电路如图10.06所示,在负载电阻上并联了一个滤波电容C。
若电路处于正半周,二极管D1、D3导通,变压器次端电压v2给电容器C充电。
此时C相当于并联在v2上,所以输出波形同v2,是正弦形。
当v2到达90°时,v2开始下降。
先假设二极管关断,电容C就要以指数规律向负载RL放电。
指数放电起始点的放电速率很大。
在刚过90°时,正弦曲线下降的速率很慢。
所以刚过90°时二极管仍然导通。
在超过90°后的某个点,正弦曲线下降的速率越来越快,当刚超过指数曲线起始放电速率时,二极管关断。
所以,在t1到t2时刻,二极管导电,C充电,v C=v L按正弦规律变化;t2到t3时刻二极管关断,v C=v L按指数曲线下降,放电时间常数为R L C。
通过以上分析画出波形图如下:
②讨论C和RL的大小对输出电压的影响。
决定输出电压的因素比较多,工程上一般采用以下计算方法:22(1)4o L L T V V V R C
==-,另一种是在R L C =(3~5)T/ 2的条件下,近似认为21.2O L V V V ==。
(或者,电容滤波要获得较好的效果,工程上也通常应满足ωR L C ≥6~10。
)
由以上可知,L R 与C 对输出电压的影响是同一级别的,只不过一般为了得到更好的滤波效果,C 通常较高,一般达到几千,甚至几万微法。
当输出正弦波信号时,整流后与滤波后的电压波形如下:
蓝色线为整流后波形,绿色线为滤波后波形。
③负载的平均电压V L=1.2V2;平均电流为I=V L/R;
单个二极管的平均电流为0.45V2/RL;2U2(为全波整流的一半)。
④若其中一支二极管开路时,则变成半波整流电路。
若其中一支二极管短路时,当此管在上桥臂,则相邻下桥臂二极管会短路损坏;当此管在下桥臂,则相邻的上桥臂二极管会短路损坏。
当然,因短路电流通过PN 结,也可能会使其变为开路。
若其中一支二极管反接时,则电源会通过与其相邻的另一支二极管形成短路,此两管都因通过短路电流后而损坏。