《整流滤波电路》PPT课件.pptxVIP

整流滤波电路概述整流滤波电路是电力电子领域的基础知识,能够将交流电转换为直流电并去除脉动,是电力系统和电子设备中广泛应用的关键部件。了解其原理和应用非常重要。by

课程导入学习目标掌握交流电源整流与滤波的基本原理和电路设计。课程大纲从整流到滤波，全面介绍电源电路的基本原理与设计。应用场景电源电路广泛应用于电子设备、电机控制等领域。

交流与直流的定义交流电交流电是电压和电流随时间周期性地变化的电能形式。其波形呈正弦形，周期性地在正负之间变化。直流电直流电是电压和电流保持不变或单向流动的电能形式。其波形始终保持正值或负值，不发生周期性变化。交流与直流的区别交流电和直流电在波形、传输方式、应用场景等方面均有不同的特点和用途。需根据具体需求选择适当的电流形式。

半波整流器半波整流器是最基本的整流电路之一。它由一个半导体二极管和一个负载电阻组成。当输入交流电压为正半周时,二极管导通,负载电阻接收电流;当交流电压为负半周时,二极管截止,负载电阻不接收电流。这种电路的输出电压为单向脉动直流电压。尽管半波整流器结构简单,但输出波形包含大量的交流分量,其纹波系数较高,不适用于需要平滑直流电压的场合。因此,半波整流电路主要应用于简单的低功率场合。

全波整流器全波整流电路能将交流信号完全转换为单极性的直流信号。它利用二极管的单向导电特性,在正负半周期都能导通,从而将完整的交流信号整流。与半波整流相比,全波整流具有更高的输出稳定性和能量利用率。全波整流常用的电路结构包括电桥式全波整流和中点接地全波整流。这些电路可以有效地提高整流效率,并减少输出纹波。

全波中点接地整流器中点接地整流器原理全波中点接地整流器使用一个中心抽头变压器,通过连接交流电源的两端获得全波整流。它具有简单、可靠的特点。输出波形与特点全波中点接地整流器的输出波形是双半波整流波形,纹波程度较低,适用于需要稳定电源的场合。变压器特性全波中点接地整流器需要使用带有中心抽头的变压器,以保证正负半波电压对称,提高整流效率。

双管全波整流器双管全波整流电路使用两个二极管同时工作,可以将交流电转换为正弦波形状的半正弦电压脉冲。这种电路具有纹波系数较小、输出电压较高的特点,但也需要使用两个二极管,增加了成本。双管全波整流电路通过两个对称连接的二极管实现全波整流,在正半周期和负半周期都能输出电压,相比于半波整流有更高的效率。

整流电路的滤波滤波电容整流电路输出的直流电压往往会含有交流分量,影响电路的稳定性。滤波电容可有效消除这种交流分量,提供稳定的直流电压。滤波电感与滤波电容配合使用,滤波电感可进一步降低输出电压的纹波,提高电路的滤波性能。多级滤波对于要求更高滤波性能的电路,可采用多级滤波电路的设计。这样可有效去除更多的交流分量,获得更平稳的直流电压。稳压电路电源的输出电压还可以通过稳压电路进一步优化,如使用晶体管或集成稳压IC,使电压更加稳定。

RC滤波电路1电容滤波利用电容充电和放电的特性来平滑电压脉动2电阻作用电阻用于限制电流和放电电容3时间常数RC时间常数决定了滤波电路的性能RC滤波电路是利用电容的充放电特性来平滑电压脉动。电阻用于限制电流和放电电容。RC滤波电路的时间常数RC是决定滤波性能的关键参数，需要根据实际应用需求进行设计。

LC滤波电路1电感滤波电感在交流电路中具有电感阻抗的特性,能够有效地滤除高频脉动,减小纹波电压。2电容滤波电容能够存储电荷,在需要时释放,从而平滑电压,滤除高频纹波成分。3LC共振滤波LC并联电路在共振频率处阻抗很低,可以有效滤除特定的频率成分。

交流电源的滤波问题1交流电源纹波交流电源的输出电压并非完全平滑的直流电压,存在一定的交流纹波分量。2负载影响电源的负载变化会导致输出电压的纹波比例发生变化。3干扰隔离对于一些对电压纹波和干扰敏感的电路,需要进行有效的滤波和隔离。4功率效率过多的滤波电容和电感会降低电源的功率效率,需要权衡。

滤波电容的选择电容容值电容容值的选择需要根据电路中的纹波频率和所需纹波电压的大小来确定。容值越大，滤波效果越好。工作电压电容的工作电压应该比整流后的最大电压高出20%左右，以确保电容能够可靠工作。电容类型一般采用电解电容或钽电容等极性电容。陶瓷电容可用于进一步滤波。

滤波电感的作用噪声抑制滤波电感能够有效抑制电路中的噪声,保证稳定的直流输出。它可以阻挡高频信号,而仅让低频的直流通过。电流平滑滤波电感会储存一部分电能,并在需要时释放出来,使电路中的电流更加平稳和稳定。这样可以减少电路中的电压脉动和波动。功率调节滤波电感能够限制电路中的电流变化速率,有助于电路的功率调节和负载变化的适应。这在开关电源等场合很有用处。能量储存滤波电感能够暂时存储一定量的能量,在负载发生突变时释放出来,从而缓解电源的瞬时功率需求。

交流电源纹波系数L