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1、 下一页返回上一页退出章目录* *第第1818章章 直流稳压电源直流稳压电源 ( (了解即可了解即可) )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返回上一页退出章目录本章要求：本章要求：1. 1. 理解单相整流电路和滤波理解单相整流电路和滤波电路电路的工作原理及参数的工作原理及参数的计算的计算; ;2. 2. 了解稳压管稳压电路和串联型稳压电路的工作原了解稳压管稳压电路和串联型稳压电路的工作原 理理; ;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压电源
2、下一页返回上一页退出章目录第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 的直流电压下一页返回上一页退出章目录18.118.1 整流电路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。分析时可把二极管当作理想元件处理：分析时可把二极管当作理想元件处理：二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。整流原理：整流原理：利用二极管的单向导电性下面重点分析半波和桥式整流、滤波电路下一页返回上一页退出章目录18.1.1 18.1.1
3、单相半波整流电路单相半波整流电路uDO2. 2. 工作原理工作原理V Va a V Vb b，二极管二极管D D导通；导通；3. 3. 工作波形工作波形1. 1. 电路结构电路结构 utOuoOu u 正半周正半周下一页返回上一页退出章目录utOuDO2. 2. 工作原理工作原理V Va a V Vb b，二极管二极管D D导通；导通；1. 1. 电路结构电路结构uoOu u 正半周正半周3. 3. 工作波形工作波形Va V Vb b，二极管二极管 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
4、路结构uouDttuu u 正半周正半周下一页返回上一页退出章目录18.1.2 18.1.2 单相桥式整流电路单相桥式整流电路2. 2. 工作原理工作原理3. 3. 工作波形工作波形uD2 uD41. 1. 电路结构电路结构V Va auC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。3. 3. 工作波形工作波形二极管承受的最高反向电压为 。1. 1. 电路结构电路结构下一页返回
5、上一页退出章目录电电路无滤滤波电电容有滤滤波电电容 单单相半波整流 单单相桥桥式整流 单单相全波整流截止二极管上的最高反向电压UDRM下一页返回上一页退出章目录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 UO
6、O 为了得到比较平直的输出电压下一页返回上一页退出章目录(2) (2) 外特性曲线外特性曲线有电容滤波1.41.4U U无电容滤波0.45.45U UUooIO结论 采用电容滤波时，输出电 压受负载变化影响较大，即 带负载能力较差。因此电容滤波适合于要求 输出电压较高、负载电流较 小且负载变化较小的场合。 (3) (3) 流过二极管的瞬时电流很大流过二极管的瞬时电流很大选管时一般取：IOM =2 ID RLC 越大O 越高，IO 越 大整流二极管导通时间越短 iD 的峰值电流越大。uotO iDtO下一页返回上一页退出章目录例： 有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频 率 f = 50Hz，
7、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副边电压的有效值变压器副边电压的有效值解：1. 1. 选择整流二极管选择整流二极管IOM =100mA URWM =50V 可选用二极管2CZ52B下一页返回上一页退出章目录例：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。取 RLC = 5 T/2已知 RL = 50 2. 选择滤波电容器可选用C = 250 F，耐压
8、为 50 V 的极性电容器解 ：下一页返回上一页退出章目录18.2.2 18.2.2 电感电容滤波器电感电容滤波器( ( LC LC 滤波器滤波器) ) 1. 1. 电路结构电路结构2. 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, ,电压大部分降电压大部分降 在在 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, ,电压大部分电压大部分 降在降在 L 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，线圈中产生自感当流
9、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电势阻碍电流的变化, , 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 。LC LC 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。下一页返回上一页退出章目录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。比 形 LC 滤波器的体积 小、成本低。 形形 RC RC 滤波器滤波器R 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
10、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。下一页返回上一页退出章目录交直流收扩两用机电源如图电源输出电压为 24V, 电流为1.8A。变压 器副绕组N3 的电压约为 20V, C2起抑制高频干扰 作用；副绕组N2的电压 为5.5V，供照明指示 灯用。直流 24V电池的 极性可任意接入。N1N3C20.047FD2D3D4D12CZ12A4N2FU23A 2000F/50V+C124VFU1 1A 直流24V交流220V下一页返回上一页退出章目录18.318.3 直流稳压电源直流稳压
11、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
12、页返回上一页退出章目录18.3.1 18.3.1 稳压管稳压电路稳压管稳压电路2. 2. 工作原理工作原理 UO = UZ IR = IO + IZUI UZRL(IO) IR 设UI一定，负载RL变化UO 基本不变 IR (IRR) 基本不变 UO (UZ ) IZIRIz限流调压 1. 1. 电路电路RDZ稳压电路下一页返回上一页退出章目录18.3.1 18.3.1 稳压管稳压电路稳压管稳压电路2. 2. 工作原理工作原理 UO = UZ IR = IO + IZUI UZ 设负载设负载R RL L一定，一定， U UI I 变化变化UO 基本不变 IRR IZ IR 1. 1. 电路电路
13、UI UZ下一页返回上一页退出章目录3. 3. 参数的选择参数的选择 (1) UZ = UO (2) IZM= (1.5 3) ICM (3) UI = (2 3) UO(4) 为保证稳压为保证稳压 管安全工作管安全工作为保证稳压为保证稳压 管正常工作管正常工作适用于输出电压固适用于输出电压固 定、输出电流不大、且定、输出电流不大、且 负载变动不大的场合。负载变动不大的场合。跳砖下一页返回上一页退出章目录18.3.2 18.3.2 串联型稳压电路串联型稳压电路1. 1. 电路组成与稳压原理电路组成与稳压原理串联型稳压电路的组成框图串联型稳压电路的组成框图串联型稳压电源的工作电流较大，输出电压一
14、般 可连续调节，稳压性能优越。目前这种稳压电源已经 制成单片集成电路，广泛应用在各种电子仪器和电子 电路中。下一页返回上一页退出章目录18.3.2 18.3.2 串联型稳压电路串联型稳压电路 2. 2. 具有放大环节的典型串联型晶体管稳压电路具有放大环节的典型串联型晶体管稳压电路调整 元件比较 放大基准 电压取样 电路稳压的实质：UCE 的自动调节使输出电压恒定下一页返回上一页退出章目录若Ui增大时，自动调整过程如下： UiUOVB2 UBE2IB2IC2UCE2 UO UCE1 IC1 IB1 UBE1 稳压原理稳压原理: :具有放大环节的串联型稳压电路输出电压的大小, 决定于电路的分压比和
15、基准电压，调节电位器的RP滑动端即可改变输出电压。下一页返回上一页退出章目录串联型稳压电源电路使二极管免受瞬 时大电流冲击桥式整流滤波串联型稳压电路复合调 整管进一步改善 稳压性能下一页返回上一页退出章目录串联型稳压电源电路如图所示。它由桥式整流电路、电 容滤波器及串联型稳压电路三部分组成。T1是电源变压器, 用 以降压；D1D4组成桥式整流电路；并联在整流二极管两端的 电容起保护作用, 使二极管免受瞬时大电流的冲击；C5为滤波 电容。整流滤波得到的直流电压容易随电网电压或负载电流 的变化而变化, 所以在整流滤波电路后面加入直流稳压电路， 以保证由稳定的直流电压输出。T2 、T3 组成复合调整管；T1 担任比较放大；稳压二极管 D5 产生基准电压； R6 、 RP 、R7 组成取样电路。电路的稳压过程是：当输出电压UO因电网电压或负载的变 动而升高时，由取样电路取出误差电压加到T1基极，而 T1发射 极因稳压管D5的作用而保持稳定，所以 T1的基极电压降串联型稳压电源电路原理下一页返回上一页退出章目录增大，管子的集电极电流IC随之增大，则在IC1负载电阻R1 、 R2上的压降也增大，结果使复合调整管T2、 T3 得基极电位下 降，管子内阻增大，
