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1、第10章 直流电源,10.2 整流电路,10.3 滤波电路,10.1 直流电源组成及各部分作用,10.4 稳压二极管稳压电路,10.5 串联型稳压电路,重点掌握典型电路及工作原理,10.1 直流电源的组成及各部分作用,1. 直流电源的用途,电子系统的运行离不开稳定的电源。,电源变压器: 将交流电网220V的电压u1变为所需要的交流电压u2。,整 流 电 路,滤 波 电 路,稳 压 电 路,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: 清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压uo的稳定。,2. 直流电源的组成及各部分作
2、用,10.2 整流电路,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： 单相半波整流、单相桥式整流,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： 利用二极管的单向导电性,10.2.1 单相半波整流电路,u2 正半周，uaub，D导通,u2负半周，ua ub，D 截止 。,1. 工作原理,在交流电压的半个周期内有电流流过负载,2. 参数计算,(1) 输出电压平均值 Uo(AV),(2) 输出电流平均值 Io(AV),(3)输出电压的脉动系数S,整流输出电压的基波峰值UOM1与平均值UO(AV)之比。,3. 整流二极管的选择,选
3、管时应满足：IF ID(AV) ， UR UDRmax,（1）最大整流电流IF,（2）最高反向电压UR,二极管正向平均电流,二极管的最大反向电压,10.2.2 单相桥式整流电路,u2正半周，ua ub，,uD2uD4,1. 工作原理,二极管 D1、 D3 导通， D2、 D4 截止 。,1. 工作原理,10.2.2 单相桥式整流电路,uD1uD3,u 负半周，ub ua，,二极管 D2、 D4 导通， D1、 D3 截止 。,在交流电压的整个周期内有电流流过负载,（3）输出电压的脉动系数S,（1）输出电压平均值,（2）输出电流平均值,2. 参数计算,用傅氏级数对全波整流的输出 uo 分解后可得
4、:,3. 整流二极管的选择,选管时应满足：IF ID(AV) ， UR UDRmax,（1）最大整流电流IF,（2）最高反向电压UR,二极管正向平均电流,二极管的最大反向电压,小结, 与半波整流相比，在相同变压器副边电压下，对二极管参数要求相同，但输出电压高，变压器利用率高，脉动小。, 所用二极管数量多。, 可以实现正负电源。,参见习题10.8,10.3 滤波电路,交流 电压,脉动 直流电压,平滑 直流电压,滤波电路的结构:,原理：储能元件电容两端的电压（或通过电感中的电流）不能突变的特性。,电容与负载RL并联,电感与负载RL串联,方法：无源低通滤波。,10.3.1 电容滤波电路,u2 uC时
5、，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 。,= uC,1. 工作原理,10.3.1 电容滤波电路,u2 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 。,= uC,1. 工作原理,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 。,2. 参数分析,(T 电源电压的周期),输出电压平均值Uo及脉动系数与放电时间常数RLC 有关。,RLC 越大 电容器放电越慢 输出电压的平均值Uo 越大，波形越平滑。,近似估算取： Uo = 1. 2 U2 ( 桥式、全波） Uo = 0.9
6、U2 （半波）,当负载RL 开路时，UO ,电容滤波带负载能力差，,适合于负载电流较小,且变化较小的场合。,结论,整流电路经电容滤波后，每只二极管的导通角小于。,选管时一般取： IF (2-3) Io,3. 整流二极管的导通角,流过二极管的瞬时电流很大。,10.4 稳压管稳压电路,稳压电路的性能指标,稳压系数Sr ：,输出电阻Ro ：,表明电网电压波动对输出电压的影响,表明负载电阻对稳压性能的影响,IR = IO + IDZ,设UI一定，负载RL变化,1. 工作原理,稳压电路,10.4 稳压管稳压电路,UO = UZ,UI = UR + UO,设负载RL一定， UI 变化,10.4 稳压管稳压
7、电路,1. 工作原理,限流调压,3. 限流电阻的选择,适用于输出电压固定、输出电流不大、且负载变动不大的场合。,10.5 串联型稳压电路,1、电路组成,R1、R2、RW：取样电路，取 UO,R、DZ：基准电压，组成稳压管稳压电路,T1：调整管,T2：比较放大管,R3： T1偏置电阻，T2集电极电阻,2、稳压原理,3、输出电压的确定和调节范围,4、近一步分析,调整管T1连接成射极输出器形式。,带负载能力强,电压串联负反馈,比较放大管T2加深电压负反馈。,串联稳压电源的实质是利用深度电压负反馈稳定输出电压。,串联式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。,5、串联型稳压电路方框
8、图,调整元件T：与负载串联，通过全部负载电流。可以是单个功率管，复合管或用几个功率管并联。,比较放大器：可以是单管放大电路，差动放大电路，集成运算放大器。,基准电压：可由稳压管稳压电路组成。 取样电路：取出输出电压UO的一部分和基准电压相比较。,练习:,试说明电路的调整管、取样电路、放大环节、基准电压电路各由哪些元件构成。 说明电路的稳压原理。 给出输出电压的表达式。,调整管：T1；取样电路R1、R2、RW ； 放大环节：A；基准电压电路：R、UZ。,(3) 输出电压：,(2) 稳压原理：,集成运放作放大环节的串联型稳压电路,例: 串联型稳压电路如下图。,稳压管DZ的稳定电压UZ=5.3V，电阻R1= R2=200。晶体管的UBE= 0.7V。(u2有效值20V),(1) 试说明电路的如下四个部分分别由哪些元、器件构成：, 调整管 放大环节 基准电压 取样环节,(2) 当RW的滑动端在最下端时UO=15V，求RW的值。,(3) 若RW的滑动端移至最上端，问UO = ?,
