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1、下一页总目录 章目录返回上一页电子技术电子技术第第1818章章 直流稳压电源直流稳压电源18.2 18.2 滤波器滤波器18.3 18.3 直流稳压电源直流稳压电源18.1 18.1 整流电路整流电路下一页总目录 章目录返回上一页电子技术电子技术本章要求：本章要求： 1. 1. 理解理解单相整流电路单相整流电路和和滤波电路滤波电路的工作原理及的工作原理及参数的计算参数的计算; ; 2. 2. 了解稳压管稳压电路和串联型稳压电路的工作了解稳压管稳压电路和串联型稳压电路的工作原理原理; ; 3. 3. 了解集成稳压电路的性能及应用。了解集成稳压电路的性能及应用。第第1818章章 直流稳压电源直流稳
2、压电源下一页总目录 章目录返回上一页电子技术电子技术 第1818章 直流稳压电源小功率直流稳压电源的组成小功率直流稳压电源的组成功能：把交流电压变成稳定的大小合适 的直流电压u4uou3u2u1交流电源交流电源负载负载变压变压整流整流滤波滤波稳压稳压下一页总目录 章目录返回上一页电子技术电子技术 18.118.1 整流电路整流电路的作用整流电路的作用: : 将交流电压转变为脉动的直流电压。 常见的整流电路：常见的整流电路：半波、全波、桥式和倍压整流；单相和三相整流 等。 分析时可把分析时可把二极管二极管当作当作理想元件理想元件处理：处理：二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。整流原理：整
3、流原理：利用二极管的单向导电性下一页总目录 章目录返回上一页电子技术电子技术uDO18.1.1 18.1.1 单相半波整流电路单相半波整流电路2. 2. 工作原理工作原理u u 正半周，正半周，V Va aVVb b， 二极管二极管D D导通，导通，3. 3. 工作波形工作波形u 负半周，VaVVb b，二二 极管极管 D D1 1、 D D3 3导通，导通， D D2 2、 D D4 4截止截止 , ,3. 3. 工作波形工作波形uD2 uD41. 1. 电路结构电路结构uouDttRLuiouo1234ab+uu0 = u；下一页总目录 章目录返回上一页电子技术电子技术2. 2. 工作原理
4、工作原理u u负负半周，半周，V Va a V Vb b， 二极管二极管 D D2 2、 D D4 4导通，导通， D D1 1、 D D3 3截止截止 ，3. 3. 工作波形工作波形uD2 uD41. 1. 电路结构电路结构uouDttRLuiouo1234ab+u18.1.2 18.1.2 单相桥式整流电路单相桥式整流电路uD1 uD3u0 = -u。下一页总目录 章目录返回上一页电子技术电子技术4. 4. 参数计算参数计算 (1) (1) 整流电压平均值整流电压平均值 U Uo o(2) (2) 整流电流平均值整流电流平均值 I Io o(3) (3) 流过每管电流平均值流过每管电流平均
5、值 I ID D(4) (4) 每管承受的最高反向电压每管承受的最高反向电压 U UDRMDRM下一页总目录 章目录返回上一页电子技术电子技术 5. 5. 整流二极管的选择整流二极管的选择同半波整流一样，选管时应满足：同半波整流一样，选管时应满足：I IOMOM I ID D， U URWMRWM U UDRMDRM 7. 7. 常见故障分析常见故障分析6. 6. 特点及应用特点及应用变压器利用率高，输出脉动小，但元件多，二变压器利用率高，输出脉动小，但元件多，二 极管的管压降大。用于中、小功率的整流电路。极管的管压降大。用于中、小功率的整流电路。下一页总目录 章目录返回上一页电子技术电子技术
6、RLu1234ab+ RLu1234ab+aRLu1234b+（1 1）一只）一只D D短路：短路：半周短路，烧坏二极管半周短路，烧坏二极管 、变压器、变压器（2 2）一只）一只D D虚焊：虚焊：半波整流半波整流（3 3）一只）一只D D接反：接反：半周短路，半周无输出半周短路，半周无输出 ，烧坏二极管、变压器，烧坏二极管、变压器下一页总目录 章目录返回上一页电子技术电子技术例1：单相桥式整流电路，已知交流电网电压为 220 V，负载电阻 RL = 50，负载电压Uo=100V， 求变压器的变比并选择二极管。变压器副边电压 U =100/0.9 111 V可选用二极管2CZ11C，其最大整流电
7、流为1A ，反向工作峰值电压为300V。220k111=变 比下一页总目录 章目录返回上一页电子技术电子技术 例例2 2：试分析图示桥式整流电路中的二极管试分析图示桥式整流电路中的二极管D D2 2 或或D D4 4 断断 开时负载电压的波形。开时负载电压的波形。如果如果D D2 2 或或D D4 4 接反，后果如何接反，后果如何 ？如果如果D D2 2 或或D D4 4因击穿或烧坏而短路，后果又如何？因击穿或烧坏而短路，后果又如何？uo+_u+ _RLD2D4D1D3解：解：当D2或D4断开后电路为单相半波整流电路。正半周时，D1和D3导 通，负载中有电流过，负载电压uo=u；负半周时， D
8、1和D3截止，负载中无电流通过，负载两端无电压 ， uo =0。uo u 2 34tt 234oo下一页总目录 章目录返回上一页电子技术电子技术如果如果D D2 2或或D D4 4接反接反则正半周时，二极管D1、D4或D2、D3导通，电流 经D1、D4或D2、D3而造成电源短路，电流很大，因 此变压器及D1、D4或D2、D3将被烧坏。uo+_u+ _RLD2D4D1D3下一页总目录 章目录返回上一页电子技术电子技术 18.218.2 滤波器滤波器交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，其中既有直流成份又有交流成份。滤波原理：滤波原理：滤波电路利用储能元件电容两端的电 压(或通过电感中的电流)
9、不能突变的特性, 滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。方法：将电容与负载RL并联或将电感与负载RL串联。下一页总目录 章目录返回上一页电子技术电子技术18.2.1 18.2.1 电容滤波器电容滤波器1. 1. 电路结构电路结构2. 2. 工作原理工作原理u uC时，二极管导通，电源在给负载RL供电的 同时也给电容充电， uC 增加，uo= uC 。u u u uC时时，二极管截止，电容通过负载，二极管截止，电容通过负载R RL L 放电，放电，u uC C按指数规律下降，按指数规律下降， u uo o= = u uC。+Cici+aDuoubRLio=
10、 uC 3. 3. 工作波形工作波形（半波、全波 ） uoutOtO（桥式 ） 下一页总目录 章目录返回上一页电子技术电子技术4. 4. 电容滤波电路的特点电容滤波电路的特点( (T T 电源电压的周期电源电压的周期) )(1) 输出电压的脉动程度与平均值Uo与放电时间常数RLC有关。R RL LC C 越大越大 电容器放电越慢电容器放电越慢 输出电压的平均值输出电压的平均值U Uo o 越大，波形越平滑。越大，波形越平滑。近似估算取： Uo = 1. 2 U ( 桥式、全波）Uo = 1. 0 U （半波）当负载当负载R RL L 开路时，开路时，U UOO 为了得到比较平直的输出电压下一页
11、总目录 章目录返回上一页电子技术电子技术 例： 有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频 率 f=50Hz，负载电阻 RL = 200，要求直流输出电 压Uo=30V，选择整流二极管及滤波电容器。流过二极管的电流流过二极管的电流二极管承受的最高反向电压二极管承受的最高反向电压变压器二次电压的有效值变压器二次电压的有效值uRLuo+C解：1. 1. 选择整流二极管选择整流二极管可选用二极管2CZ55B IOM = 1000mA URWM = 50V 下一页总目录 章目录返回上一页电子技术电子技术 例： 有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频 率 f=50Hz，负载电阻 RL = 200，要求直
12、流输出电 压Uo=30V，选择整流二极管及滤波电容器。取 RLC = 5 T/2已知RL = 200uRLuo+C解：2. 选择滤波电容器可选用C=250F，耐压为50V的极性电容器下一页总目录 章目录返回上一页电子技术电子技术18.2.2 18.2.2 电感电容滤波器电感电容滤波器 1. 1. 电路结构电路结构LuRLuo+ C2. 2. 滤波原理滤波原理对直流分量对直流分量: : X XL L=0 =0 ，L L相当于短路相当于短路, ,电压大部分降在电压大部分降在R RL L上。对谐波分量上。对谐波分量: : f f 越高越高, ,X XL L越大越大, ,电压大部分降在电压大部分降在L
13、 L 上。上。因此因此, ,在负载上得到比较平滑的直流电压。在负载上得到比较平滑的直流电压。当流过电感的电流发生变化时，线圈中产生自感电当流过电感的电流发生变化时，线圈中产生自感电 势阻碍电流的变化势阻碍电流的变化, ,使负载电流和电压的脉动减小。使负载电流和电压的脉动减小。LCLC滤波适合于电流较大、要求输出电压脉动较小滤波适合于电流较大、要求输出电压脉动较小 的场合，用于高频时更为合适。的场合，用于高频时更为合适。下一页总目录 章目录返回上一页电子技术电子技术18.2.3 18.2.3 形形滤波器滤波器 形形 LC LC 滤波器滤波器滤波效果比LC 滤波器更好，但 二极管的冲击电 流较大。
14、比 形 LC 滤波器的体积 小、成本低。LuRLuo+ C2+ C1 形形 RC RC 滤波器滤波器RuRLuo o+C2+C1R R 愈大，愈大，C C2 2愈大，愈大，滤波效果愈好。但滤波效果愈好。但R R 大将使直大将使直 流压降增加，流压降增加，主要适用于负载电流较小而又要求输主要适用于负载电流较小而又要求输 出电压脉动很小的场合。出电压脉动很小的场合。下一页总目录 章目录返回上一页电子技术电子技术图中电路，已知变压器副边电压有效值U2=10V， 问：(1)开关S1 闭合，S2断开时电压表的读数；(2)开关S1、S2均闭合时电压表的读数； (3)开关S1断开，S2闭合时电压表的读数开关
15、S1闭合，S2断开时电压表的读数为：9v 开关S1、S2均闭合时电压表的读数为：12v 开关S1断开，S2闭合时电压表的读数为：14.14v 下一页总目录 章目录返回上一页电子技术电子技术 18.318.3 直流稳压电源直流稳压电源 稳压电路（稳压器）是为电路或负载提供稳定的输稳压电路（稳压器）是为电路或负载提供稳定的输 出电压的一种电子设备。出电压的一种电子设备。稳压电路的输出电压大小基本上与电网电压、负载稳压电路的输出电压大小基本上与电网电压、负载 及环境温度的变化无关。理想的稳压器是输出阻抗为及环境温度的变化无关。理想的稳压器是输出阻抗为 零的恒压源。实际上，它是内阻很小的电压源。其内零的恒压源。实际上，它是内阻很小的电压源。其内 阻越小，稳压性能越好。阻越小，稳压性能越好。稳压电路是整个电子系统的一个组成部分，也可以稳压电路是整个电子系统的一个组成部分，也可以 是一个独立的电子部件。是一个独立的电子部件。下一页总目录 章目
