一文通吃所有整流滤波电路-德赢Vwin官网网

一般直流稳压电源都使用220伏市电作为电源，经过变压、整流、滤波后输送给稳压电路进行稳压，最终成为稳定的直流电源。这个过程中的变压、整流、滤波等电路可以看作直流稳压电源的基础电路，没有这些电路对市电的前期处理，稳压电路将无法正常工作。

01变压电路

通常直流稳压电源使用电源变压器来改变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交流电压，次级绕组输出所需要的交流电压。通俗的说，电源变压器是一种电→磁→电转换器件。即初级的交流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产生交变电动势。次级接上负载时，电路闭合，次级电路有交变电流通过。变压器的电路图符号见图2－3－1。

02整流电路

经过变压器变压后的仍然是交流电，需要转换为直流电才能提供给后级电路，这个转换电路就是整流电路。在直流稳压电源中利用二极管的单项导电特性，将方向变化的交流电整流为直流电。

（1）半波整流电路

半波整流电路见图2－3－2。其中B1是电源变压器，D1是整流二极管，R1是负载。B1次级是一个方向和大小随时间变化的正弦波电压，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正向导通，电源电压加到负载R1上，负载R1中有电流通过；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中没有电流通过。在 2π～3π、3π～4π等后续周期中重复上述过程，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。由于这样得到的电压波形大小还是随时间变化，我们称其为脉动直流。

设B1次级电压为E，理想状态下负载R1两端的电压可用下面的公式求出：

整流二极管D1承受的反向峰值电压为：

由于半波整流电路只利用电源的正半周，电源的利用效率非常低，所以半波整流电路仅在高电压、小电流等少数情况下使用，一般电源电路中很少使用。

（2）全波整流电路

由于半波整流电路的效率较低，于是人们很自然的想到将电源的负半周也利用起来，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的次级也增加了一个中心抽头。这个电路实质上是将两个半波整流电路组合到一起。在0～π期间B1次级上端为正下端为负，D1正向导通，电源电压加到R1上，R1两端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正向导通，电源电压加到R1上，R1两端的电压还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过程，这样电源正负两个半周的电压经过D1、D2整流后分别加到R1两端，R1上得到的电压总是上正下负，其波形如图2－3－7（d）所示。

设B1次级电压为E，理想状态下负载R1两端的电压可用下面的公式求出：

整流二极管D1和D2承受的反向峰值电压为：

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

（3）桥式整流电路

由于全波整流电路需要特制的变压器，制作起来比较麻烦，于是出现了一种桥式整流电路。这种整流电路使用普通的变压器，但是比全波整流多用了两个整流二极管。由于四个整流二极管连接成电桥形式，所以称这种整流电路为桥式整流电路。

由图2－3－13可以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可以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。R1两端的电压始终是上正下负，其波形与全波整流时一致。

设B1次级电压为E，理想状态下负载R1两端的电压可用下面的公式求出：

整流二极管D1和D2承受的反向峰值电压为：

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。

通常情况下桥式整流电路都简化成图2－3－17的形式。

（4）倍压整流电路

前面介绍的三种整流电路输出电压都小于输入交流电压的有效值，如果需要输出电压大于输入交流电压有效值时可以采用倍压电路，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通过D1充电，充电后C1两端电压接近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通过D1充电，充电后C2两端电压接近C1两端电压与B1次级电压峰值之和，方向为下端正上端负。由于负载R1与C1并联，当R1足够大时，R1两端的电压即为接近2倍B1次级电压。

二倍压整流电路还有另外一种形式的画法，见图2－3－21，其原理与图2－3－18完全一致，只是表现形式不一样。

二倍压电路还可以很容易的扩展为n倍压电路，具体电路见图2－3－22。

03滤波电路

交流电经过整流后得到的是脉动直流，这样的直流电源由于所含交流纹波很大，不能直接用作电子电路的电源。滤波电路可以大大降低这种交流纹波成份，让整流后的电压波形变得比较平滑。

（1）电容滤波电路

电容滤波电路图见图2－3－23，电容滤波电路是利用电容的充放电原理达到滤波的作用。在脉动直流波形的上升段，电容C1充电，由于充电时间常数很小，所以充电速度很快；在脉动直流波形的下降段，电容C1放电，由于放电时间常数很大，所以放电速度很慢。在C1还没有完全放电时再次开始进行充电。这样通过电容C1的反复充放电实现了滤波作用。滤波电容C1两端的电压波形见图2－3－24（b）。

选择滤波电容时需要满足下式的条件：

（2）电感滤波电路

电感滤波电路图见图2－3－26。电感滤波电路是利用电感对脉动直流的反向电动势来达到滤波的作用，电感量越大滤波效果越好。电感滤波电路带负载能力比较好，多用于负载电流很大的场合。

（3）RC滤波电路

使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。这种滤波电路由于增加了一个电阻R1，使交流纹波都分担在R1上。R1和C2越大滤波效果越好，但R1过大又会造成压降过大，减小了输出电压。一般R1应远小于R2。

（4）LC滤波电路

与RC滤波电路相对的还有一种LC滤波电路，这种滤波电路综合了电容滤波电路纹波小和电感滤波电路带负载能力强的优点。其电路图见图2－3－28。

（5）有源滤波电路

当对滤波效果要求较高时，可以通过增加滤波电容的容量来提高滤波效果。但是受电容体积限制，又不可能无限制增大滤波电容的容量，这时可以使用有源滤波电路。其电路形式见图2－3－29，其中电阻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。这个电路实际上是通过三极管T1的放大作用，将C1的容量放大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可选择几十微法到几百微法；R1可选择几百欧到几千欧，具体取值可根据T1的β值确定，β值高，R可取值稍大，只要保证T1的集电极－发射极电压（UCE）大于1.5V即可。T1选择时要注意耗散功率PCM必须大于UCEI，如果工作时发热较大则需要增加散热片。

有源滤波电路属于二次滤波电路，前级应有电容滤波等滤波电路，否则无法正常工作。

04整流滤波电路总结

（1）常用整流电路性能对照

电路名称	每个原件承受的最大反向电压	每个原件的平均电流	变压器次级电压有效值	变压器次级电流有效值
半波整流	3.14U	I	2.221U＋e	1.571I
全波整流	3.14U	0.5I	1.111U＋e	0.786I
桥式整流	1.571U	0.5I	1.111U＋2e	1.111I

注：U为负载两端电压值；I为负载上电流值；e为整流二极管压降，一般取0.7V。

（2）常用无源滤波电路性能对照

电路名称	滤波效果	输出电压	输出电流	应用特点
电容滤波	稍差	高	稍小	结构简单。由于大容量滤波电容的广泛使用，克服了滤波效果稍差的缺点，广泛用于各类电源电路。
电感滤波	较差	低	大	电源电路中较少使用。
RC滤波	较好	较高	小	常用于电子管收音机电路和各种高低频退耦电路。
LC滤波	很好	高	稍小	电源电路中较少使用。

（3）电容滤波电路输出电流大小与滤波电容量的关系

输出电流（A）	2	1	0.5～1	0.1～0.5	0.05～1	0.05
电容量（μF）	4000	2000	1000	500	200～500	200

（4）常用整流滤波电路计算表

电路名称（均使用电容滤波）	输入交流电压（有效值）	负载开路时输出电压	带负载时输出电压（估计值）	每个二极管的最大反向电压	每个二极管通过的电流	需要使用的二极管数量
半波整流	E	1.414E	E	2.828E	I	1
全波整流	2E	1.414E	1.2E	2.828E	0.5I	2
桥式整流	E	1.414E	1.2E	1.414E	0.5I	4
二倍压	E	2.828E	2E	2.828E	I	2

审核编辑：汤梓红

声明：本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人，不代表德赢Vwin官网网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用，如有内容侵权或者其他违规问题，请联系本站处理。举报投诉

电路图

电路图

+关注

关注
10340

文章
10720

浏览量
530195
滤波电路

滤波电路

+关注

关注
46

文章
635

浏览量
69654
整流电路

整流电路

+关注

关注
48

文章
695

浏览量
64084
直流稳压电源

直流稳压电源

+关注

关注
17

文章
296

浏览量
25749
变压电路

变压电路

+关注

关注
0

文章
10

浏览量
3468

整流滤波电容器大小选择标准

在设计整流滤波电路时，选择合适的滤波电容器至关重要，它能够有效地减少输出电压中的波纹和噪声，确保电源稳定。

发表于 11-17 15:02 •686次阅读

比较全波整流电路与全桥整流电路的优缺点

全波整流电路与全桥整流电路是两种常见的整流电路，它们在电路设计中有着广泛的应用。一、工作原理全波整流

发表于 08-14 10:29 •2664次阅读

全波整流滤波后的电压是多少

，得到较为稳定的直流电压。全波整流滤波后的电压并非一个固定的值，它受到多种因素的影响，包括输入交流电压的幅值、整流电路的类型（如桥式整流）

发表于 08-14 10:24 •2313次阅读

整流滤波后的电压与输入电压的区别

1. 整流和滤波的基本概念 1.1 整流整流是一种将交流（AC）电压转换为直流（DC）电压的过程。整流

发表于 08-06 11:25 •1098次阅读

整流滤波的主要目的是什么

整流滤波是电子电路中非常重要的一个环节，其主要目的是将交流电转换为直流电，并消除其中的噪声和纹波，以满足电子设备对电源稳定性和可靠性的要求。一

发表于 08-06 11:23 •1174次阅读

整流滤波电路中的电容应该如何选择

电路的性能和稳定性。本文将介绍整流滤波电路中电容的选择方法和注意事项。一、整流

发表于 08-06 11:13 •1586次阅读

整流滤波电容大小选择标准

整流滤波电容的大小选择需要考虑几个因素，包括电路的功率需求、负载特性、纹波要求以及成本和尺寸限制等。以下是一些常见的选择标准：

发表于 05-27 14:15 •2003次阅读

一文浅谈滤波原理（摘录）

一、滤波电路种类滤波电路主要有下列几种：电容滤波电路

发表于 04-24 17:16 •940次阅读

单向桥式整流和电容滤波电路工作原理区别

单向桥式整流电路和电容滤波电路是两种常见的电力电子电路，用于将交流电信号转换为直流电信号。它们在电源分析和电路应用方面有许多的相似之处，但是

发表于 03-09 15:04 •2268次阅读

单相桥式整流电容滤波电路的工作原理是什么

单相桥式整流电容滤波电路是一种常用的电源电路，在各个领域中广泛应用。它能够将交流电转换为直流电，并通过电容

发表于 03-09 14:58 •4667次阅读

滤波电路有哪些类型如何判断滤波电路的类型

低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器及全通滤波器等。本文将详细介绍滤波电路的类型，并解释如何判断

发表于 02-19 10:00 •3176次阅读

整流桥输出与滤波电容之间接的低于一欧的电阻有什么作用？

整流桥输出与滤波电容之间接的低于一欧的电阻的作用是 **泄放电阻** 。在理解其作用之前，我们需要先了解整流桥和滤波电容的工作原理。

发表于 01-30 10:19 •1152次阅读

整流电路加滤波器的主要作用是

整流电路是将交流电信号转换为直流电信号的一种电路。在实际应用中，为了提高整流电路的性能和稳定性，常常需要加上滤波器。

发表于 01-16 10:39 •2312次阅读

整流滤波后由什么组成稳压电路

一般由整流桥、滤波电容和滤波电阻组成。首先，整流桥是整流滤

发表于 01-16 10:37 •1146次阅读

整流滤波电路与稳压电路外负载特性的区别

整流滤波电路的输出特性受到输入电压、负载电流和滤波电容的影响。滤波电容的存在可以使输出电压平滑，并减小纹波电压的幅度。但是，当负载电流变化较

发表于 01-12 14:18 •1306次阅读

搜索历史

一文通吃所有整流滤波电路

评论

整流滤波电容器大小选择标准

比较全波整流电路与全桥整流电路的优缺点

全波整流滤波后的电压是多少

整流滤波后的电压与输入电压的区别

整流滤波的主要目的是什么

整流滤波电路中的电容应该如何选择

整流滤波电容大小选择标准

一文浅谈滤波原理（摘录）

单向桥式整流和电容滤波电路工作原理区别

单相桥式整流电容滤波电路的工作原理是什么

滤波电路有哪些类型如何判断滤波电路的类型

整流桥输出与滤波电容之间接的低于一欧的电阻有什么作用？

整流电路加滤波器的主要作用是

整流滤波后由什么组成稳压电路

整流滤波电路与稳压电路外负载特性的区别