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1、电工电子技术锦州市机电工程学校 于孝敏8.1 半导体直流稳压电源第8章 电工电子技术8.1.3 稳压电路8.1.1 整流电路8.1.2 滤波电路l掌握直流稳压电源基本组成及各部分的作用。l掌握两种整流电路：半波和桥式整流电路的电路结 构、工作原理及器件参数的选取。l掌握各种滤波电路的电路结构、工作原理及特点。l了解串联型稳压电路和集成稳压电路的工作原理。学习目标 电源变压器: 将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2。 整流电路: 将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。 滤波电路: 将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4。 稳压电路: 在电网电压波动及负载变化时,保持输出电压 u0稳定。8
2、.1 半导体直流稳压电源整 流 电 路滤 波 电 路稳 压 电 路变压器u1u2u3u4uo变压器整 流 电 路滤 波 电 路稳 压 电 路整流电路的任务是把交流电压转变为单 向脉动的直流电压。常见的小功率整流电路 ，有单相半波、全波、桥式整流等。为分析简单起见，我们把二极管当作理 想元件处理，即加正向电压导通，且正向导 通电阻为零（相当于短路），加反向电压截 止，且反向电阻为无穷大（相当于开路）。8.1.1 整流电路1. 单相半波整流电路1）电路u1u2TrVDRLu0Tr：整流变压器VD：理想二极管UD 0，VD导通；UD=0 ，I取决于外电路；UD 0，VD截止； I =0 ，UD （负
3、值）取决于 外电路。RL：负载电阻u1， u2 ：正弦波u20时，二极管导通，2）工作原理u20，D1，D3通，D2，D4止；u2 uo，D1、D3通，C充电 C放电，指数规律，快！u2 uo，D1、D3仍导通uo正弦规律uo仍为正弦规律 t2t1C放电，指数规律慢！ uc u2，D1、D3截止， uo指数规律有电容时的 输出波形 t1/2u2正弦规律， 慢！u1u2u1abD4D2D1D3RL u0Cu2tu0t有电容时的 输出波形半波整流电容滤波时没有电容时 的输出波形u0tu2tu2 uo时充电，在u2 uo时放电。桥式整 流电容滤波时，每个周期充、放电两次；半波整流 电容滤波时，每个周
4、期充、放电一次；输出电压的平滑程度和平均值与电容的放 电时间常数RLC有关。 RLC越小，输出电 压越低，输出电压中含纹波成分越大。RLC大RLC小UOUO若空载（RL开路），输出波形如何？3）滤波电容的选择与输出电压的估算 C容量选择：T：交流电压 的周期 C耐压选择：C耐压 输出电压的估算：半波整流电容滤波:桥式整流电容滤波:RLC愈大电容器放电愈慢U0(平均值)愈大。4） 电容滤波电路的特点 电路简单，波形平滑； 输出电压平均值提高大； 整流二极管导通时间短，峰值电流大；u0t整流电路的 输出电流 输出特性（外特性）较差；输出波形随负载电阻RL或C的变化而改变,U0也随 之改变。如:RL
5、愈小(I0越大),U0下降多。电容滤波电路适用于输出电压较高,负载电 流较小且负载变动不大的场合。输出特性(外特性): uO电容滤波纯电阻负载1.4U20.9U20IO负载开路 时的输出 电压2. 电感滤波电路在桥式整流电路与负载间串入一电感L ，就构成了电感滤波电路。u2u1RLLu01）电路对直流分量( f=0)：XL=0 相当于短路,电压大部分 降在RL上。对谐波分量： f 越高,XL越大,电压大部分 降在XL上。因此,在输出端得到比较平滑的直流电压 。2）滤波原理u2u1RLLu0整流输出的脉动电压中既含直流分量( f=0) ， 也含各次谐波分量（不同频率的交流分量）。3） 电感滤波的
6、特点: 整流管导电角较大,峰值电流很小,输出特性比较平坦,适用于低电压大电流(RL较小)的场合。电感铁芯笨重,体积大,易引起电磁干扰。若在电感滤波器后再加一电容滤波， 则构成了LC滤波器，滤波效果更好。LC滤波器LC滤波电路电路结构u2u1RLLu0C其滤波原理及应用场 合与电感滤波相似 1） LC 型滤波器LC 型滤波电路电路同电感滤波电路。3. 型滤波电路滤波原理及应用场合u2u1RLLu0C2C1为了改善滤波特性，可采取多级滤波的办法, 如在电容滤 波后再接一级（ LC 或RC）滤波电路，从而构成（ LC 或RC ） -型滤波电路。2） RC-滤波RC-u0Ru2u1C1C2RL电路滤波原理桥式整流电路输出的直流脉动电压经C1滤波后，仍含有 一定的纹波成分，再经R和C2使其中的交流分量较多地 降在电阻两端（因为电容C2的交流阻抗很小），而较少 地降在负载上，从而有较好的滤波效果。特点 电阻上有直流压降损失； 适用于负载电流较小，又要求输出电压脉 动很小的场合。 滤波效果好，脉动分量小；1端: 输入端 3端: 公共端 2端: 输出端W7800系列稳压器外形1231端: 公共端 3端: 输入端 2端: 输出端W7900系列稳压器外形123谢谢
