整流滤波电路
变压器次级 → 二极管整流 → 电容滤波:由次级有效值计算峰值、直流输出、纹波,或由目标纹波反算滤波电容;并给出二极管峰值电流、导通角、反向耐压与变压器容量建议。
电路原理图
输入参数
计算结果
点按结果可复制数值;支持输入 4.7k、100n、2u2 等工程写法
计算公式
VP = √2 · Vrms,Vpeak = VP − n·VD(半波/中心抽头 n = 1,桥式 n = 2)
纹波 Vr ≈ IO / (fr · C),fr = f(半波)或 2f(全波)
VDC ≈ Vpeak − Vr/2,所需电容 C = IO / (fr · Vr)
导通角 θ = arccos(1 − Vr/Vpeak) ≈ √(2Vr/Vpeak)
IFRM ≈ IO + ωC·Vpeak·sinθ ≈ IO(1 + 2π√(2Vpeak/Vr))(半波;全波 π 代替 2π)
PIV:半波、中心抽头 ≈ 2VP;桥式 ≈ VP
原理与说明
交流经二极管整流后变成脉动直流,并联大电容后,电容在每个峰值附近被短暂充电,其余时间向负载放电,输出成为带锯齿纹波的直流。纹波大小近似等于负载电流在一个纹波周期内从电容取走的电荷 ΔV = I·Δt / C。
三种整流方式
- 半波:1 个二极管,纹波频率 = 电网频率,电容需最大,变压器有直流磁化;只用于小电流辅助电源。
- 中心抽头全波:2 个二极管,每次只经过 1 个管压降,适合低压大电流;但每个半绕组只工作半个周期,二极管耐压需 2VP。
- 桥式:4 个二极管,次级利用率最高、二极管耐压只需 VP,最常用;代价是 2 个管压降。
设计要点
- 电容只在很短的导通角内充电,二极管和变压器承受的是窄而高的脉冲电流——这正是电容输入滤波变压器要“降额”使用(VA 约为直流功率的 1.6–1.8 倍)的原因。
- 本计算使用理想电源模型,峰值电流偏大、纹波略偏小;实际变压器绕组电阻和漏感会展宽导通角、降低输出电压。
- 电解电容的额定纹波电流和温度决定其寿命,105 °C 品种更可靠;耐压按电网上限空载电压再留 20% 以上余量。
- 上电时电容为 0 V,首个周期浪涌电流可达稳态峰值的数倍,确认整流管 IFSM,必要时串 NTC 热敏电阻。