与非网|小白看过来，整流滤波电路基础知识
基础电路
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 。
本文插图
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 。
本文插图
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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 。
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