论文导读:电子工程师们在设计过程中利用这些仿真工具可以随心所欲地构建电路、修改元器件参数、对具体电路随时随地进行实验仿真和功能验证,极大地提高了电子工程师的工作效率。整流滤波电路是直流稳压电源的重要组成部分,所以整流滤波电路的性能对直流电源的性能有很大影响。整流滤波电路的工作原理及相关计算是电子爱好者及电子专业学生必须掌握的知识。
关键词:整流,滤波,仿真
0.前言
随着计算机技术的迅速发展,各种电子自动化设计( EDA)软件层出不穷。电子工程师们在设计过程中利用这些仿真工具可以随心所欲地构建电路、修改元器件参数、对具体电路随时随地进行实验仿真和功能验证,极大地提高了电子工程师的工作效率。
整流电路是将交流电压转换成单向脉动电压的电路。按波形可分为半波整流电路和全波整流电路。滤波电路作用是利用储能元件滤去脉动直流电压中的交流成分,使输出电压趋于平滑【1】。
整流滤波电路是直流稳压电源的重要组成部分,所以整流滤波电路的性能对直流电源的性能有很大影响。论文发表。另外。整流滤波电路的工作原理及相关计算是电子爱好者及电子专业学生必须掌握的知识。本文利用Protel 99 SE软件计算仿真了整流滤波电路,模拟仿真了该电路工作过程,得到了相关结论。
1.理论分析
半波整流滤波电路如图1所示,全波整流滤波电路如图2所示,其中激励源为幅值为20V,频率为50Hz的正弦波电压,1N4002参数是1A,100V,其它参数如图所示。根据整流电路
 
图1 半波整流滤波电路图图2 全波整流滤波电路图
计算公式【2】,对以上两电路理论分析如下:(激励源电压 )
整流电压平均值为 ,
 整流后流经负载电阻RL的电流平均值为,
整流后流经二极管的电流平均值为 ,
整流后二极管承受的反相电压的最大值为 , 
滤波后输出电压平均值的估算值为 , 
2.计算机仿真
Out1点电位波形图如图3所示,out2点电位波形图如图4所示,a,b,c点电位波形图如图5所示。论文发表。论文发表。图1,图2去掉滤波电容后整流电路输出的电压波形图如图6所示。
图3 a,b,c点电位波形图 图4半、全波整流电路输出电压波形图
图5 整流后流经负载电阻的电流
图6 Out1点输出电位波形图 图7 out2点输出电为波形图 图8 整流后流经各个二极管的电流
从图3、图6、图7可以计算出图1、图2中各个二极管反向截止时所承受的最高反相电压值,计算所得结果与理论计算值相符。
3.结论
从以上理论分析及计算机模拟仿真可以得到如下结论:
1)根据图6、图7可以直观的看出经全波整流后滤波输出的直流电压比经半波整流后滤波输出的直流电压脉动小得多。
2)理论计算中的估算公式所计算的滤波后输出电压平均值较计算机仿真结果略小。
3)计算机模拟仿真使电路计算工作变得简单、精确、快速,尤其是对于交流电路的计算(如流经二极管电流的计算即图8)更是如此。
4)计算机仿真电路的工作过程即直观有准确,是创新教学手段的好方法,给电子技术基础课程的教学注入新的活力的有效手段。
【参考文献】
[1]秦曾煌.电工学下册.北京:高等教育出版社,1993,7:189.
[2]李中发.电工电子技术基础.北京 中国水利水电出版社,2009,1:227.
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