10直流稳压电源 电子墼毛辔糨葜韉哩饗嬲籠啪餡琢深 用费風鞫疽流魃晟隃劁簪獅鵪赪擗簦痱甩压 电源变压器 整流电路 滤波电路 稳压电路 V1 L F 交流电压 t 直流稳压电源结构图和稳压过程
1 整流电路是将工频交流电转为 具有直流电成分的脉动直流电。 滤波电路是将脉动直流中的交流成分 滤除，减少交流成分，增加直流成分。 稳压电路对整流后的直流电压采 用负反馈技术进一步稳定直流电压。 电子电路工作时都需要直流电源提供能量，电池因使 用费用高，一般只用于低功耗便携式的仪器设备中。 10 直流稳压电源
小功率整流滤波电路 单相桥式整流电路 (1)工作原理 2 2TU 3兀 M4TT>0 D DI /212 2 十 以 当正半周时二极管D1、D导通,0 ot 在负载电阻上得到正弦波的正半周。 J/2v2 (t 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 ot ↓Rms=v2 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
2 单相桥式整流电路 (1) 工作原理 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
(2)负载上的直流电压和直流电流 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 evA 2TU 输出平均电压为 JLI 3兀 2√2 2V sin o tdot ,=0.9V V2V2 R 流过负载的平均电流为 L oUt 2√2V,0.9 吃 兀R1RLR / 2V2 0D1 D3: D2 D4, D1 D3 D2 D4 oot 流过二极管的平均电流为 导通导通导通导通 H20.45V2 D πR 二极管所承受的最大反向电压 Vr=√22
3 (2) 负载上的直流电压和直流电流 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 2 2 π 0 L 2 0.9 π 2 2 2 sin d π 1 V = V t t = V = V 流过负载的平均电流为 L L R V R V R V I = = = L 2 L 2 L 0.9 π 2 2 L 2 L L 2 D 0.45 π 2 2 R V R I V I = = = 流过二极管的平均电流为 二极管所承受的最大反向电压 VRmax = 2V2
滤波电路 濾波的基本概念 滤波电路利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同, 实现滤波。 电容器C对直流开路,对交流阻抗小,所以C应该 并联在负载两端。 电感器L对直流阻抗小,对交流阻抗大,因此L应 与负载串联。 经过滤波电路后,既可保留直流分量、又可滤掉 部分交流分量,改变了交直流成分的比例,减小了 电路的脉动系数,改善了直流电压的质量
4 滤波电路 滤波的基本概念 滤波电路利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同， 实现滤波。 电容器C对直流开路，对交流阻抗小，所以C应该 并联在负载两端。 电感器L对直流阻抗小，对交流阻抗大，因此L 应 与负载串联。 经过滤波电路后，既可保留直流分量、又可滤掉 一部分交流分量，改变了交直流成分的比例，减小了 电路的脉动系数，改善了直流电压的质量
电容滤波电路 单相桥式电容滤波整流电路 在负载电阻上并联了一个滤波电容C t D 4 D 阝,_x 3 L
5 电容滤波电路 单相桥式电容滤波整流电路。 在负载电阻上并联了一个滤波电容C
(1)滤波原理 若电路处于正半周,二极管D1、D2导通,变压器次端 电压v2给电容器C充电。此时C相当于并联在v2上,所以输 出波形同v2,是正弦形。 v2 2TC 3兀 4T 在刚过90°时,正弦曲线下降 的速率很慢。所以刚过90°时 极管仍然导通。在超过90° 后的某个点,正弦曲线下降的 龙MMMN 速率越来越快,二极管关断。 所以,在t1到t2时刻,二极管 t 导电,C充电,v=v按正弦规律变,↑ 化;t2到t3时刻二极管关断,vc=1 t 按指数曲线下降,放电时间常数为 R1C。 tit2 t3 电容滤波波形图
6 当v2到达90°时，v2开始 下降。先假设二极管关断， 电容C就要以指数规律向 负载ＲL放电。指数放电起 始点的放电速率很大。 (1)滤波原理 若电路处于正半周，二极管D1、D3导通，变压器次端 电压v2给电容器C充电。此时C相当于并联在v2上，所以输 出波形同v2 ，是正弦形。 电容滤波波形图 所以，在t1到t2时刻，二极管 导电，Ｃ充电，vC =vL按正弦规律变 化；t2到t3时刻二极管关断，vC =vL 按指数曲线下降，放电时间常数为 RLC。 在刚过90°时，正弦曲线下降 的速率很慢。所以刚过90°时 二极管仍然导通。在超过90° 后的某个点，正弦曲线下降的 速率越来越快，二极管关断
需要指出的是,当 放电时间常数R1C增加时, 2TU t1点要右移,t2点要左移, t T 370 4兀 二极管关断时间加长 1=卩 3 导通角减小,见曲线3 NN下 >ot 反之,R1C减少时,导通 →日导通角 角增加。显然,当R1很 小,即L很大时,电容滤 at 波的效果不好,见滤波团线 中的2。反之,当足很大, 电容滤波的效果 即很小时,尽管C较小,R1C仍很大,电容滤波的效果也很好 见滤波曲线中的3。所以电容滤波适合输出电流较小的场合
7 需要指出的是，当 放电时间常数RLC增加时， t1点要右移， t2点要左移， 二极管关断时间加长， 导通角减小，见曲线3； 反之，RLC减少时，导通 角增加。显然，当ＲL很 小，即IL很大时，电容滤 波的效果不好，见滤波曲线 中的2。反之，当ＲL很大， 即IL很小时，尽管C较小, RLC仍很大,电容滤波的效果也很好, 见滤波曲线中的3。所以电容滤波适合输出电流较小的场合。 电容滤波的效果
(2)电容滤波的计算 电容滤波的计算比较麻烦,因为决定输出电压 的因素较多。工程上有详细的曲线可供查阅。 般常采用以下近似估算法: 种是用锯齿波近似表示,即 T V=Vo=√2V2(l 4R C 另一种是在RC=(3~5)2的条件下,近似认 为=Vo=1.2Ⅳ2。(或者,电容滤波要获得较好 的效果,工程上也通常应满足OR1C≥6~10
9 (2)电容滤波的计算 电容滤波的计算比较麻烦，因为决定输出电压 的因素较多。工程上有详细的曲线可供查阅。一 般常采用以下近似估算法： ) 4 2 (1 L L O 2 R C T V =V = V − 一种是用锯齿波近似表示，即 另一种是在RLC=(35)T/ 2的条件下，近似认 为VL=VO=1.2V2。（或者，电容滤波要获得较好 的效果，工程上也通常应满足RLC≥6~10。）
(3)外特性 整流滤波电路中,输出直流电压κ随负 载电流lo的变化关系曲线。 R C=0 0.9 2 电容滤波 T RC≥(3~5) 0.972 电阻负载 O ≈1.2 整流滤波电路的外特性 10
10 （3）外特性 整流滤波电路中，输出直流电压VL随负 载电流 IO的变化关系曲线。 整流滤波电路的外特性 O 2 d L O 2 L O 2 1.2 2 = (3 5) 0 , = 0.9 = , = 2 V V T R C C V V R V V = ～
电感滤波电路 当vn正半周时,D1、D2导电,“突变的性质,把电感L 电感中的电流将滞后v2。当负半周时,起到滤波的作用 电感中的电流将经由D2、D4提供。因 桥式电路的对称性,和电感中电流的2 连续性,四个二极管D1、D3;D2、 2JT D4的导通角都是180° t 3 4TT +D2 4 x t 3兀 14T 导通角 电感滤波电路 波形图
11 电感滤波电路 利用储能元件电感器Ｌ的电流不能突变的性质，把电感Ｌ 与整流电路的负载ＲL相串联，也可以起到滤波的作用。 电感滤波电路 波形图 当v2正半周时，D1、D3导电， 电感中的电流将滞后v2。当负半周时， 电感中的电流将经由D2、D4提供。因 桥式电路的对称性，和电感中电流的 连续性，四个二极管D1、D3 ； D2、 D4的导通角都是180°