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1、1,中原工学院信息商务学院信息工程系,电子技术综合,第 4 章 直流电源第 1 节 单相整流电路 第 2 节 三相整流电路 第 3 节 滤波电路 第 4 节 稳压电源 第 5 节 集成稳压器,重 点,串联型稳压电路的结构和稳压原理 集成稳压电路,本章要求： 1. 理解单相整流电路和滤波电路的工作原理及参数的计算; 2. 掌握桥式整流电路及电容滤波电路的输出电压与变压器副边电压的关系； 3.了解稳压管稳压电路和串联型稳压电路的工作原理; 4. 了解集成稳压电路的性能及应用。,第4章 直流稳压电源,整 流 电 路,滤 波 电 路,稳 压 电 路,1.变压 合适工作电压 元件耐压, 安全隔离 2.整
2、流 交流直流脉动电压 3.滤波 直流脉动电压平滑直流电压 去交流成分 4.稳压 稳定输出电压 合适的直流电压, 电网波动，负载变化 抑制纹波 进一步去交流成分,功能：把交流电压变成稳定的大小合适 的直流电压,交流电源,符合整流需要的电压,单向脉动电压,减小整流电压的脉动程度,负 载,交流电压波动或负载变动，使输出电压稳定,小功率直流稳压电源的组成,第1节 单相整流电路,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。,1. 单相半波整流电路,2. 工作原理,u2 正半周，VaVb， 二极管D导通；,3. 工作波形,u2 负半周，Va0时，二极管导通 忽略二极管正向
3、压降 u0=u2 波形相同。,负半周 u2Vb，二极管 D1、 D3 导通， D2、 D4 截止 。,3. 工作波形,uD2uD4,1. 电路结构,电流通路：a D1 RL D3 b 。,2. 单相桥式整流电路,2. 工作原理,u 负半周，VauC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 。,u2 uC时，二极管截止，电容通过负载RL 放电，uC按指数规律下降， uo= uC 。,= uC,3. 工作波形,电容C放电的快慢取决于时间常数（ ）的大小，时间常数越大，电容C放电越慢，输出电压uo就越平坦，平均值也越高。,（1）UO,输出电压U0的大小、滤波
4、效果和时间常数RLC有关，RLC愈大U0(平均值)愈大，滤波效果愈好。,电容 充电,电容 放电,二极管导通时给电容充电，二极管截止时电容向负载放电；滤波后输出电压 uO 的波形变得平缓，平均值提高。,桥式电容滤波器的组成和工作原理,RL,D1,D4,D3,D2,iO,+uO= uC ,+ u2 ,近似估算取： Uo = 1. 2 U ( 桥式、全波）Uo = 1. 0 U （半波）,（2）C的选择,（3）UDRM,输出电压U0的大小、滤波效果和时间常数RLC有关，RLC愈大U0(平均值)愈大，滤波效果愈好。,整流滤波电路如图所示，负载电阻 ，电容 ，变压器副边电压有效值 ，二极管为理想元件，试
5、求 ：输出电压 和输出电流的平均值，及二极管承受的最高反向电压。,例：设计一单相电容滤波桥式整流电路。要求输出电压 V，已知负载电阻 ，交流电源频率为50Hz，试求整流二极管的最高反向电压(2) 选择滤波电容器；(3) 负载电阻断路时的输出电压UO ；(4) 电容断路时的输出电压UO。,(3) 负载电阻断路时,(4) 电容断路时,UO = 0.9U2 = 0.940 V = 36 V,总结：整流滤波电路（C滤波）,直流电压电流表直流分量、平均值,交流电压电流表有效值,当通过电感线圈的电流发生变化时，线圈中要产生自感电动势阻碍电流的变化，因而使负载电流和负载电压的脉动大为减小。频率越高，电感越大
6、，滤波效果越好，而后又经过电容滤波，使输出电压更为平直。,2 电感电容滤波器(LC 滤波器),1. 电路结构,2. 滤波原理,LC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。,3 形滤波器, 形 LC 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 RC 滤波器,R 愈大，C2愈大，滤波效果愈好。但R 大将使直流压降增加，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。,例 2 如图所示，具有 形 RC 滤波器的整流电路中，已知交流电压 UO = 6 V，负载输出电流 IO = 100 mA，试计算滤波电阻
7、。,解 取,故,19.3 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，也可以是一个独立的电子部件。,解 (1) Ui10 V 时 DZ 反向击穿稳压：UO = UZ = 5 V 。 (2) Ui = 3 V 时 DZ 反向截止：UO= Ui = 3 V 。 (3) Ui =5 V 时 DZ 正向导通：UO= 0 V 。 (4) ui = 10sin t V 时 当
8、0ui5 V 时，DZ 反向截止： UO= Ui = 10sin t V。 当 ui5 V 时，DZ 反向击穿稳压：,例 如图所示电路，设 UZ = 5 V，正向压降 忽略不计。当直流输入Ui = 10 V、3 V、5 V 时，Uo= ？ 当输入为交流 ui = 10sin t V 时，分析 uO的波形。,UO = UZ = 5 V 。 当 ui0 V 时， DZ 正向导通：UO= 0 V。,4.2 稳压管稳压电路,2. 工作原理,UO = UZ IR = IO + IZ,RL(IO) IR ,设UI一定，负载RL变化, UO (UZ ) , IZ,1. 电路,限流调压,稳压电路,UI UZ ,设负载RL一定， UI 变化, IZ , IR ,稳压原理：,3. 参数的选择,4.3 恒压源,由稳压管稳压电路和运算放大器可组成恒压源。,反相输入恒压源,同相输入恒压源,改变 RF 即可调节恒压源的输出电压。,3 串联型稳压电路,1. 电路结构,串联型稳压电路由基准电压、比较放大、取样电路和调整元件四部分组成。,调整元件,比较放大,基准电压,取样电路,
