2。2 整流滤波模块设计

方案一：单相半波整流电路。半波整流电路简单，易于理解。半波整流利用 二极管单向导通特性，所以半波整流只会留下交流电中正半周期的波形，阻碍负 半周期电流的流动。半波整流其输出电压波形波动较大需采用并联电容进行滤 波，使电压波形平缓，改善电压质量。由于半波整流只选取正半周期的电压，似 的电路效率低小。在变压器的变压过程中变压器的次级线圈中含有直流分量，这 会造成变压器铁芯直流磁化。直流磁化会造成的变压器的容量减小，只有增加铁 芯的大小才能使铁芯不饱和，但这会使变压器的体积增大。使设备容量增加，加 剧成本，增大电源体积。所以只适用于小电流整流。单相半波整流电路如图 2-2 所示：

 半波整流示意图

方案二：单相桥式整流电路。桥式整流电路是由四个二极管组成的，它同时 选取交流电源正半周期和负半周期的电压，转化为直流电。所以效率是半波整流 的两倍。在进行桥式整流电路的设计时，需严格选取正向耐压值及反向耐压值。 正向耐压值小了，会击穿二极管，损坏电路。反向耐压值过小，会产生雪崩效应， 使二极管反向导通，产生短路。耐压值过大，会增加硬件成本，造成浪费。单相 全波整流电路如图 2-3 所示：

全波整流示意图

桥式整流电路的工作原理如下：对照图 2-3，正半周时，变压器次级线圈中 电压上正下负，电流从变压器次级电压 U2 的正极出发，顺时针流动，由于二极 管的单向导电性，电流经 D1 流入 C、Rl。然后又通过 D3，回到变压器次级电压 U2 的负极。正半周期间，D1、D3 导通，D2、D4 截止。电流由上往下通过 Rl。 Rl 两端的电压为上正下负。负半周时，变压器次级线圈中电压上负下正，电流 从变压器次级电压 U2 的正极出发，逆时针流动，由于二极管的单向导电性，电 流经 D2 流入 C、Rl。然后又通过 D4，回到变压器次级电压 U2 的负极。负半周 期间，D2、D4 导通，D1、D3 截止，同样电流由上往下通过 Rl。Rl 两端的电压 为上正下负。在一个周期内，桥式整流把交流电源的正、负周期的电压转化为直 流电。所以桥式整流的效率是半波整流的两倍。从图中不难看出，两个二极管同 时承受压器次级线圈的最大反向电压，所以桥式整流电路中二极管的最大反向耐 压值可减少一半。相同条件下，增加了电路安全性。综上所述，选取方案二较为 合理。

方案选择：选取方案二较为合理。在进行整流电路设计时，选取整流桥取替 四个二极管组成全桥整流电路。桥式整流器是由几只二极管封装在塑料中而成， 体积较小，封装在一起后减小电路焊接，增强了电路的可靠性，整流桥可以增加 扇热器件，在电路功率较大的情况下，可以解决器件的发热问题。使电路的安全 性、可靠性得到较大提升。全桥整流器有四个引脚。全桥整流器的“正极”是两 只二极管负极的连接点，全桥整流器的“负极”是两只二极管正极的连接点。 在设计整流滤波模块需使用大小电容相互结合方式进行滤波，大电容应尽量先接 近整流后的电源。因为大电容的作用是电源滤波，电解电容的等效电感比较大， 对高频的通过率低，芯片工作时的高频分量会通过电源耦合到其他的芯片和自身 芯片而引起干扰，所以一般在数字芯片的附近要加一只高频特性相对较好的小电 容，叫去耦电容，目的是旁路掉相应芯片产生的高频分量，这个电容理应与芯片 越近越好。整流滤波模块如图 2-4 所示：

整流滤波模块电路图