河南理工大学毕业设计（论文）说明书
图19 整流滤波方框图
电源电路中要求电压为40V±10%的直流电压，总的电路中电流最大值为0.5A，所以估算负载大约为33K
6．1、整流电路设计 方案一 单相桥式整流电路 (1)工作原理
单相桥式整流电路，如图20（a）所示。在分析整流电路工作原理时，整流电路中的二极管是作为开关运用，具有单向导电性。根据图20（a）的电路图可知：
当正半周时，二极管D1、D3导通，在负载电阻上得到正弦波的正半周。 当负半周时，二极管D2、D4导通，在负载电阻上得到正弦波的负半周.
在负载电阻上正、负半周经过合成，得到的是同一个方向的单向脉动电压。单相桥式整流电路的波形图见图20（b）。
(2)参数计算
根据图20（b）可知，输出电压是单相脉动电压，通常用它的平均值与直流电压等效。输出平均电压为
（a）桥式整流电路 （b）波形图
图20 单相桥式整流电路
流过负载的平均电流为：
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流过二极管的平均电流为：
二极管所承受的最大反向电压为：
流过负载的脉动电压中包含有直流分量和交流分量，可将脉动电压做傅里叶分析，此时谐波分量中的二次谐波幅度最大。脉动系数S定义为二次谐波的幅值与平均值的比值。
、
（3）单相桥式整流电路的负载特性曲线
单相桥式整流电路的负载特性曲线是指输出电压与负载电流之间的关系
该曲线如图21所示，曲线的斜率代表了整流电路的内阻。
图 21 单相桥式整流电路的负载特性曲线
方案二 单向半、全波整流电路
单相整流电路除桥式整流电路外还有单相半波和单相全波两种形式。单相半波整流电路如图22(a)所示，波形图如图22(b)所示。 输出电压在一个工频周期内，只是正半周导电，在负载上得到的是半个正弦波。负载上输出平均电压为
流过负载和二极管的平均电流为
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(a)电路图 （b）波形图
图22 单相半波整流电路
二极管所承受的最大反向电压为：
单相全波整流电路如图23 (a)所示，波形图如图23（b)所示：
(a)电路图 （b）波形图
图23单相全波整流电路
根据图23（b）可知,全波整流电路的输出电压与桥式整流电路的输出相同。输出平均电压为
流过负载的平均电流为
二极管所承受的最大反向电压
单相全波整流电路的脉动系数S与单相桥式整流电路相同。
半波整流电路简单,元件少,但输出电压直流成分小（只有半个波）,脉动程度大,整
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流效率低,仅适用于输出电流小、允许脉动程度大,单相桥式整流电路的变压器中只有交流电流流过，而半波和全波整流电路中均有直流分量流过。所以单相桥式整流电路的变压器效率较高，在同样功率容量条件下，体积可以小一些。单相桥式整流电路的总体性能优于单相半波和全波整流电路，故我们通过方案比较选择单向桥式整流电路应用于我们大棚温度湿度控制电路的电源电路。
6．2 滤波与稳压电路
在电源电路中我们首先将220V变压器变压到48V输出电压，然后在利用桥式全波整流电路对48Ｖ的交流电进行整流，得到一个稳定的脉冲电压，然后利用电容器Ｃ101对得到的脉冲电压进行滤波，这里用到的电容滤波属于初步的滤波，电容滤波的原理如下：滤波电容的作用是使滤波后输出的电压为稳定的直流电压，其工作原理是整流电压高于电容电压时电容充电，当整流电压低于电容电压时电容放电，在充放电的过程中，使输出电压基本稳定。滤波电容容量大，因此一般采用电解电容，在接线时要注意电解电容的正、负极。电容滤波电路利用电容的充、放电作用，使输出电压趋于平滑。
(1)当u2为正半周并且数值大于电容两端电压uC时，二极管D1和D3管导通，D2和D4管截止，电流一路流经负载电阻RL，另一路对电容C充电。当uC>u2，导致D1和D3管反向偏置而截止，电容通过负载电阻RL放电，uC按指数规律缓慢下降。
图24桥式整流滤波电路
(3) 当u2为负半周幅值变化到恰好大于uC时，D2和D4因加正向电压变为导通状态，u2再次对C充电，uC上升到u2的峰值后又开始下降；下降到一定数值时D2和D4变为截止，C对RL放电，uC按指数规律下降；放电到一定数值时D1和D3变为导通，重复上述过程。RL、C对充放电的影响电容充电时间常数为rDC，因为二极管的rD很小，所以充电时间常数小，充电速度快；RLC为放电时间常数，因为RL较大，放电时间常数远大于充电时间常数，因此，滤波效果取决于放电时间常数。电容C愈大，负载电阻RL愈大，滤波后输出电压愈平滑，并且其平均值愈大，如图25所示：
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图25桥式整流电容滤波后波形图
整流电路是将交流电变成直流电的一种电路，但其输出的直流电的脉动成分较大，而一般电子设备所需直流电源的脉动系数要求小于0．01故整流输出的电压必须采取一定的措施．尽量降低输出电压中的脉动成分，同时要尽量保存输出电压中的直流成分，使输出电压接近于较理想的直流电，这样的电路就是直流电源中的滤波电路。
通过电容滤波后得到初步稳定的直流电压，然后通过稳压器LW78A40得到40V的直流电压，在通过电容C102对得到的直流电压进一步滤波得到最终需要的40V直流电压,然后通过电阻R103、R104的分压电路得到向温度检测电路1提供的20V与28V的直流电压，温度检测电路2所需要的电压是16V、28V也是通过分压电路的到的直流电压，在检测电路中芯片NE555所需要的直流电压是由稳压器CW7812所提供的，本电源电路中运用的很多的电容滤波，保证了电路中直流电压的稳定性，同时也使芯片的寿命能够延长。
6．3、电源电路与元件选择： 电源电路设计如下图26所示：
图26 电源电路图
本设计采用三端稳压电路LM78A40、进行控制。CW7812其功能就是输出稳压直流12V电压， LM78A40其功能就是输出稳压直流40V。本电路就是利用CW7812直流稳压输出12V的电压和LM78A40直流稳压输出40V的电压特性，对电源的电压进行有效的控制随着电子技术的发展，集成化的串联型稳压器的应用越来越广泛，集成稳压器具有 性能好，体积小，重量轻，价格便宜，使用方便，有过热，短路电流限流保护和调整管安全去等保护措施，使用安全可靠等优点。然而开关型稳压电源虽然具有效率高，体积小，
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