交流电路与整流滤波电路.pdf

。了解整流滤波电路的基本工作原理。 1. 交流电路正弦交流电的表达式如下,-1所示。) sin( )( ) sin( )( 2 1???????? t U t u t I ti P P (2) 由此可见,正弦交流电的特性表现在正弦交流电的大小、变化快慢及初始值方面。而它们分别由幅值(或有效值)、频率(或周期)和初相位来确定。所以幅值、频率和初相位被称为正弦交流电的三要素。(1)幅值、频率值和有效值 1) 幅值峰值或最大值,记为U P或I P,峰点电位之差称为“峰-峰值”,记为U P-P和 I P-P。显然 P P P P P P I I U U 2 , 2 ????。 2) 平均值令i(t)、u(t)分别表示时间变化的交流电流和交流电压,则它们的平均值分别为???? T T dt t u T u dt ti T i 0 0 )( 1 )( 1 (2) 这里T是周期,平均值实际上就是交流信号中直流分量的大小,所以图 -1所示的正弦交流电的平均值为0。 3) 有效值在实际应用中,交流电路中的电流或电压往往是用有效值而不是用幅值来表示。许多交流电流或电压测量设备的读数均为有效值。有效值采用如下定义: ?????? T P P T U dt t u T U I dt t i T I 0 2 1 2 0 2 1 2 2 ] )( 1[ 2 ] )( 1[ (3) (2)周期与频率正弦交流电通常用周期(T)或频率(f)来表示交变的快慢,也常常用角频率(ω)来表示,这三者之间的关系是 f T T f ??? 2 2 1 ???(4)需要指出的是:同频率正弦交流电的和或差均为同一频率的正弦交流电。此外,正弦交流电对于时间的导数(dt t di)()或积分(? dt ti)( )也仍为同一频率的正弦交流电。这在技术上具有十分重要的意义。(3)初相位交流电t=0时的相位(φ)称为交流电的初相位。它反映了正弦交流电的初始值。 2. 整流和滤波整流电路的作用是把交流电转换成直流电,严格地讲是单方向大脉动直流电, 而滤波电路的作用是把大脉动直流电处理成平滑的脉动小的直流电。(1)整流原理利用二极管的单向导电性可实现整流。 1) -2中D是二极管,R L是负载电阻。若输入交流电为 t U t u P i ? sin ) (?(5) 则经整流后输出电压u 0(t)为(一个周期内) u 0(t)= t U P ? sin ????t 0 0 ??? 2 ??t (6) 其相应的平均值(即直流平均值,又称直流分量) ???? T P P U U dt t u T u 0 0 0 318 .0 1 )( 1 ?(7) 2) 全波桥式整流前述半波整流只利用了交流电半个周期的正弦信号。为了提高整流效率,使交流电的正负半周信号都被利用,则应采用全波整流,现以全波桥式整流为例, -3所示。若输入交流电仍为 t U t u P i ? sin ) (?(8) 则经桥式整流后的输出电压u 0(t)为(一个周期) t U u t U u P P ?? si