如何選用整流濾波電路的整流二極管和濾波電容?

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整流濾波電路中整流二極管和濾波電容的選取與輸入交流電壓的高低及負載電流的大小有關,下面我們來介紹一下如何選用整流濾波電路中的整流二極管及濾波電容。

1、整流二極管的選取


▲ 半波整流濾波電路。

對於上圖所示的半波整流電路,流過二極管的電流與負載電流相等,在二極管D截止時,加在二極管兩端的最高反向電壓為變壓器次級輸出電壓峰值的2倍,考慮到要留有餘量,整流二極管的額定整流電流大於負載電流的1.5倍,耐壓值大於最高反向電壓的1.5倍即可。譬如上圖電路中,假設變壓器次級輸出交流電壓為10V,負載電流為0.5A,根據上述計算,二極管D選用整流電流為1A,耐壓值為50V的1N4001二極管即可。


▲ 橋式整流濾波電路。

對於上圖所示的橋式整流(其為全波整流),流過二極管的電流為負載電流的二分之一,二極管所承受的最高反向電壓為輸入交流電壓的峰值。同樣二極管的耐壓值及整流電流留有1.5倍餘量即可。

假設上圖電路中,變壓器次級輸出的交流電壓有效值為18V,負載電流為2A,四個整流二極管D1~D4可以選用耐壓值為50V,額定整流電流為1.5A的1N5391二極管。

2、濾波電容的選取


▲ 濾波電容與負載電流的關係。

整流濾波電路中,濾波電容的耐壓值與輸入交流電壓的大小有關,濾波電容的容量與負載電流的大小有關。一般負載電流越大,要求濾波電容的容量也要大一些。

上圖是負載電流與濾波電容的關係,假設負載電流在1A左右,濾波電容選用2200μF的濾波電容即可。可能有人會說這樣選用濾波電容不夠精確,但是要知道,數百μF以上的電解電容,其常用的標稱容量就那麼幾種,屈指可數。假設通過一番計算,需要一個2600μF的電容(標稱值為2400μF和2700μF的電容很少見),由於買不到這樣的電容,最後還是得選用2200μF的電容。

關於濾波電容的耐壓值,選用時只要其耐壓值大於電容兩端電壓的1.5倍即可。當然電容的耐壓值高一些更好,不過對於大容量的電解電容,在電容量相同時,一般耐壓值越高,體積越大,並且價格也較高。


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電路中如何選擇整流二極管和濾波電容?請看以下的分析▼

整流濾波電路

220V交流電,輸入變壓器初級線圈,次級線圈輸出雙12V交流電。交流電經過四個整流二極管整流後,輸出到濾波電容C1,C2兩端。整流後所得的直流電為脈動直流,需要加濾波電容,變為較為平滑的直流電。

整流二極管


整流二極管的選取需要根據負載的電流和電壓進行選取,它所利用的就是二極管的單向導電性,把方向變化的交流電,變為單一方向的脈動直流電。電路中整流二極管中用的最多的便是1N4007(1A.1000V)一般來說整流電路中用1N4007就足夠了。

DO -41封裝整流二極管

1N4007,最大正向整流電流1A,最高反向耐壓:1000V,最大反向漏電流:5uA,正向壓降:1.0V,最大反向峰值電流:30uA,典型結電容:15pF,工作溫度:-50℃~+150℃。

濾波電容

濾波電容要考慮兩個方面,一個是電容的耐壓值,另一個是電容的容量。如何去看電容耐壓值和容量,以下圖為例:它是一個耐壓值為400V,容量為3.3uf的電解電容,長腳為正極,短腳為負極。

變壓器輸出雙12V交流電,經過整流電路整流後,輸出電壓為12倍的根號二倍直流電,那麼電容耐壓值選取一般就要高於輸出電壓的1.5-2.0倍。也就是這個電路的濾波電容耐壓值選為25V以上。低於25V,很容易會導致因為電容耐壓值不夠,電容發生鼓包或者爆炸。

容量的選取一般都有一個公司可以進行參考▼

C>>0.289/{f×(U/I)×ACv}

C,是濾波電容,單位為F。0.289,是由半波阻性負載整流電路的波紋係數推演來的常數。f,是整流電路的脈衝頻率,如50Hz交流電源輸入,半波整流電路的脈衝頻率為50Hz,全波整流電路的脈衝頻率為100Hz。

單位是Hz。U,是整流電路最大輸出電壓,單位是V。I,是整流電路最大輸出電流,單位是A。ACv,是波紋係數,單位是%。

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