整流滤波电路输出电压的算法

整流滤波电路输出公式推导一、整流电路基础。

1. 半波整流电路。

- 设输入交流电压u = U_msinω t，其中U_m为交流电压的最大值，ω = 2π f，f为交流电源的频率。

- 在半波整流电路中，二极管只在交流电压的正半周导通。

当二极管导通时，输出电压u_o等于输入电压u；当二极管截止时，输出电压u_o=0。

- 所以，半波整流电路输出电压的平均值U_o(AV)为：- U_o(AV)=(1)/(2π)∫_0^πU_msinω t d(ω t)- 计算积分∫_0^πU_msinω t d(ω t)= - U_mcosω t_0^π=2U_m- 则U_o(AV)=(U_m)/(π)- 又因为U_m = √(2)U（U为交流电压的有效值），所以U_o(AV)=(√(2)U)/(π)≈0.45U。

2. 全波整流电路。

- 对于全波整流电路，它利用了交流电压的正负两个半周。

- 设输入交流电压u = U_msinω t。

- 在正半周，一组二极管导通，负半周另一组二极管导通，使得输出电压在正负半周都有输出（只是方向相同）。

- 全波整流电路输出电压的平均值U_o(AV)为：- U_o(AV)=(1)/(π)∫_0^πU_msinω t d(ω t)- 计算积分∫_0^πU_msinω t d(ω t)= - U_mcosω t_0^π=2U_m- 则U_o(AV)=(2U_m)/(π)- 由于U_m=√(2)U，所以U_o(AV)=(2√(2)U)/(π)≈0.9U1. 电容滤波电路（以全波整流后的电容滤波为例）- 在全波整流电路后面加上电容滤波。

- 当电容充电时，输出电压u_o上升，当电容放电时，输出电压u_o下降。

- 假设在没有负载（R_L=∞）的情况下，电容充电到交流电压的最大值U_m，所以此时输出电压U_o=U_m=√(2)U。

- 当有负载R_L时，电容放电时间常数τ = R_LC。

- 在工程近似计算中，对于全波整流电容滤波电路，当R_LC≥slant(3 - 5)(T)/(2)（T=(1)/(f)为交流电源周期）时，输出电压的平均值U_o近似为：- U_o≈1.2U（U为交流电压有效值）。

直流电源电子设备一般都需要直流电源供电。

获得直流电源的方法很多，如干电池、蓄电池、直流电机等。

但比较经济实用的办法是，把交流电源变换成直流电源。

这就是我们要讨论的问题。

一般直流电源的组成如下：交流电网→变压器→整流电路→滤波器电路→稳压电路→负载§1 单相整流电路一、单相半波整流1．电路工作原理正半周：2u u o = 0=D uL D o R u i i 2== 负半周：0=o u 2u u D = 0==D o i i 2．直流电压U o 和直流电流I o 计算直流电压Uo 是输出电压瞬时值uo 在一个周期的平均值220220045.02)(sin 221)(211U U t td U t d u dt u T U o T o o ≈====⎰⎰⎰πωωπωπππL L o D o R UR U I I 245.0===3．脉动系数S定义：输出电压基波的最大值U o1m 与输出直流电压值U o 之比 o mo U U S 1=其中U o1m 可通过半波输出电压u o 的富氏级数求得221U U m o = 57.1222221≈===ππU U U U S o m o可见，半波整流电路的脉动系数为157%，所以半波整流的脉动成份很大。

4．选管原则根据二极管的电流I D 和二极管所承受的最大反向峰值电压U RM 进行选择，即：D F I I ≥22U U U RM R =≥5．半波整流的优缺点优点：结构简单，使用元件少 缺点：只利用了电源的半个周期，所电源利用率低，输出的直流成份比较低；输出波形的脉动大；变压器电流含有直流成份，容易饱合。

半波整流只用在要求不高，输出电流较小的场合。

二、单相全波整流1．电路工作原理为提高电源利用率，可将两个半波整流电路合起来组成一个全波整流电路，采用带中心抽头的变压器实现。

2．直流电压U o 和直流电流I o 计算229.022U U U o ≈=πL L o o R UR U I 29.0==3．脉动系数S全波整流输出电压的基波频率为ω2，求得基波最大值为：π32421U U m o =故脉动系数为：67.03222324221≈===U U U U S om o ππ全波整流电路的脉动系数下降到67%。

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。

整流滤波电路实验报告整流滤波电路实验报告一、引言整流滤波电路是电子工程中常用的一种电路，用于将交流电信号转换为直流电信号，并通过滤波电路去除交流信号中的纹波。

本实验旨在通过搭建整流滤波电路，了解其原理和特性，并通过实验数据进行分析和验证。

二、实验装置和原理本实验所用的实验装置包括电源、变压器、二极管、电容器、电阻器和示波器。

实验中，交流电源通过变压器降压，并接入整流电路。

整流电路由二极管和电容器组成，二极管起到整流作用，将交流信号转换为半波或全波直流信号，而电容器则用于滤波，去除纹波。

三、实验步骤和数据记录1. 按照实验电路图搭建整流滤波电路，注意连接的正确性。

2. 打开电源，调节电源输出电压为适当值，例如10V。

3. 使用示波器测量电路输入和输出的电压波形，并记录数据。

4. 调节电源输出电压，分别记录不同电压下的输入和输出波形数据。

四、实验数据分析通过实验记录的数据，我们可以进行以下分析：1. 输入电压和输出电压的关系：根据实验数据，我们可以得到输入电压和输出电压的关系曲线。

一般情况下，输出电压随着输入电压的增加而增加，但在一定范围内，输出电压会趋于稳定。

这是因为当输入电压过大时，电容器已经无法完全充电，无法继续提高输出电压。

2. 纹波电压的大小：纹波电压是指在整流滤波电路输出的直流电压中所包含的交流成分。

通过示波器测量输出电压波形，我们可以计算得到纹波电压的大小。

纹波电压的大小与电容器的滤波能力有关，一般情况下，电容器越大，滤波效果越好，纹波电压越小。

3. 输出电压的稳定性：通过观察输出电压波形，我们可以判断整流滤波电路的稳定性。

如果输出电压的波形较为平稳，没有明显的波动和纹波，则说明整流滤波电路的稳定性较好。

五、实验结论通过本次实验，我们对整流滤波电路的原理和特性有了更深入的了解。

实验数据分析表明，输入电压和输出电压呈正相关关系，但在一定范围内输出电压趋于稳定。

此外，电容器的大小对纹波电压的大小有影响，电容器越大，滤波效果越好。

桥式整流电压计算 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】整流电路将交流电压变换成单向脉动的电压，为了改善电压的脉动程度，得到较平直的直流电压，以满足电子设备的需要，常在整流电路输出端接上滤波电路。

滤波电路主要由电容、电感元件组成，从本篇的电容滤波电路开始，分三篇分别介绍这几种滤波电路。

如下图所示，在桥式整流电路负载两端并联一个电容器C，利用电容C 的充放电作用，可以使负载上得到的电压较为平直。

当输入电压u2u2正半周时，如果u2>u C u2>uC，二极管VD1、VD3导通（参看《》的单相桥式整流电路图），电流流过负载R L RL的同时，也对电容C充电，忽略二极管的正向管压降，电容C两端的电压u C uC和输入电压u2u2相同，并充电到最大值2√u22u2，当u2u2按正弦规律连续下降时，在接负载R L RL的情况下，开始时u C uC也是按u2u2的规律下降；但是，由于u2u2的下降速度大于u C uC的下降速度，所以下降到u2<u C u2<uC时，VD1、VD3处于反向偏置截止，而电容c开始向负载R L RL放电，即u C uC按指数规律下降。

当输入电压u2u2的负半周变化到|u2|>u C|u2|>uC时，如上图，VD2、VD4开始导通，此时电容C放电停止，u2u2重新对电容充电，使u C uC按正弦规律充电到最大值2√u22u2，然后u2u2下降到|u2|<u C|u2|<uC时，VD2、VD4截止，电容C又开始向负载R L RL放电，此时u C uC按指数规律下降。

如此作周期性重复，故电容器两端的电压u C uC，即负载电压u o uo变得比较平直。

由以上分析可知，桥式整流电路加电容滤波后，输出电压的脉动成分减小，同时也使平均值U o Uo。

得到提高，U o Uo的大小取决于负载R L RL和电容C的乘积，即电容放电时间常数R L CRLC。