电源技术中的220V直接整流的整流电路设计
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2020-11-04
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电源技术中的电源技术中的220V直接整流的整流电路设计直接整流的整流电路设计
摘要：分析了单相电容输入式滤波整流电路的工作特性，推导出整流电路输出功率与二极管额定电流之间的关
系，为整流电路设计提供了二极管额定电流的选择依据；根据整流电路所承受的峰值电压，并考虑电网瞬态过
电压等因素给出使用的整流二极管的额定电压的选择依据；分析了轴向引线式整流二极管的应用条件与承受电
流的关系。 前言 交流市电直接整流是带有开关电源的电气电子装置获得电源的最简单的方法，由于这
种方案在电路上简单实用，大大的简化了电源电路，同时也降低了电源电路的成本，随之而来的问题就是需要
正确选择整流电路拓扑、整流器件和滤波电容器。单相电容输入式整流滤波电路简单，成本低的优点而得到普
遍的应用。
摘要：分析了单相电容输入式滤波整流电路的工作特性，推导出整流电路输出功率与二极管额定电流之间的关系，为整流
电路设计提供了二极管额定电流的选择依据；根据整流电路所承受的峰值电压，并考虑电网瞬态过电压等因素给出使用的整流
二极管的额定电压的选择依据；分析了轴向引线式整流二极管的应用条件与承受电流的关系。
前言前言
交流市电直接整流是带有开关电源的电气电子装置获得电源的最简单的方法，由于这种方案在电路上简单实用，大大的简
化了电源电路，同时也降低了电源电路的成本，随之而来的问题就是需要正确选择整流电路拓扑、整流器件和滤波电容器。单
相电容输入式整流滤波电路简单，成本低的优点而得到普遍的应用。
由于滤波电容器的电压作用，单相电容输入式整流滤波电路的二极管导通不再是导电完整的半个周期，而是窄脉冲，这就
使得整流二极管的参数选择与电感输入式滤波的整流电路的二极管选择有很大的不同。
1．电容输入式滤波的单相整流电路工作状态．电容输入式滤波的单相整流电路工作状态
整流器的作用是将电网输入的交流电转化为直流电，为使整流后的直流电平滑，通常输入整流器输出端直接并联滤波电容
器，整流电路与波形如图1。
图1 单向整流滤波电路与波形
由于整流器的单向导电性，在输入电压瞬时值小于滤波电容器上电压（整流输出电压）整流器不导通，使输入电流变为
2~4mS的窄脉冲。为获得所需要的整流输出电流，这个电流窄脉冲的幅值将很高。通常将输入电流峰值与有效值的比值称为
波形系数，在交流220V输入整流器直接整流时，这个波形系数（峰值电流与有效值电流的比值）约为2.5~3，大于正弦波的
√2。整流器输出电流有效值与平均值之比约为2~ 2.2，大于正弦波的1.1，峰值电流与平均值之比接近6，决定二极管发热的有
效值电流将明显大于电感输入式滤波的工作状态。
2．整流器额定电流的选择．整流器额定电流的选择
由于整流器输出电流有效值与平均值之比很大。因此，在选择整流器的额定电流（IT）时应充分留有电流安全裕量，通常
的选择为：整流器的额定电流（IT）应为输出电流的3~10倍。
整流输出电压（V
O
）平均值约为输入电压有效值（V
IN
）的1.2~1.3倍。在220V±20%交流输入时，最低整流输出电压
V
DC
约200V，在85V~265V交流输入时，最低整流输出电压V
DC
约90V。
整流输出电流I
O
为：
（1）
将输入电压、输出功率、效率及整流器额定电流与整流输出电流的关系代入即得到输出功率与输出电流的关系。
由式（1）可以得到：
输入电压为220V±20%，效率为80%时输出电流与输出功率的关系为：
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