第12章 直流稳压电源

选管时应满足： IOM ID ， URWM UDRM
6. 特点及应用 电路简单，但变压器利用率低，UO小，且脉动大。用 于小电流、脉动要求不严格的电路。 7. 常见故障分析 （1）D短路： （2）D虚焊：
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无整流，uD = 0，uO = u 无输出，uD = u ，uO = 0
O
t
uo
2U
uD
O O
t t
2U
第12章 直流稳压电源
5
4. 参数计算 (1) 整流电压平均值 Uo
1 π Uo ο 2Usin td( t ) 0.45 U 2π
(2) 整流电流平均值 Io
Uo U Io 0.45 RL RL
(3) 流过每管电流平均值 ID
I D Io
URWM = 50V
31
二极管承受的最高反向电压 U DRM 可选用二极管2CZ55B
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IOM = 1000mA
第12章 直流稳压电源
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。
U DRM 2 U
(4) 每管承受的最高反向电压 UDRM (5) 变压器二次电流有效值 I
1 π I ( I msin t )2 d t 1.57 I o 2π ο
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第12章 直流稳压电源
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5. 整流二极管的选择 平均电流 ID 与最高反向电压 UDRM 是选择整流二极管 的主要依据。
6. 特点及应用 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。 7. 常见故障分析
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第12章 直流稳压电源
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（1）一只D短路： 半周短路，烧坏二极管、变 压器
a
+ u – 4 3 4 × 3 4 3 1 RL 2 1 RL 2
b
a
（2）一只D虚焊： 半波整流
二极管冲击电流
滤波输出电压
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第12章 直流稳压电源
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全波整流滤波电路（C=3300UF）波形图
整流二极管中 的冲击电流
滤波输出电压
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第12章 直流稳压电源
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全波整流滤波电路（C=6800UF）波形图
整流二极管中 的冲击电流
滤波输出电压
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第12章 直流稳压电源
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第12章 直流稳压电源
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12.1.1 单相半波整流电路 1. 电路结构
Tr a + u – b 2. 工作原理 u 正半周，Va>Vb， 二极管D导通，u0 = u； u 负半周，Va< Vb， 二极管D 截止 ，u0 = 0。
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D io RL + uo –
3. 工作波形 u 2U
2 π Uo ο 2Usin td( t ) 0.9 U 2π
1 I D Io 2
U DRM 2 U
2 π I ( I msin t )2 d t 1.11Io 2π ο
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第12章 直流稳压电源
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5. 整流二极管的选择
同半波整流一样，选管时应满足： IOM ID ， URWM UDRM
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第12章 直流稳压电源
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12.2.2 电感电容滤波器
1. 电路结构
~ + u –
L + C RL
+ uo –
第12章 直流稳压电源
7
12.1.2 单相桥式整流电路 1. 电路结构 a + u －– b 3. 工作波形
io 4
3 1 2 + uo RL – －
u
2U
t
uo
2U
2. 工作原理 u 正半周，Va>Vb，二极管 D1、 D3 导通， D2、 D4 截
uD
t
t
2U uD2
uD4
止 , u0 = u；
第12章 直流稳压电源
12.1 整流电路 12.2 滤波器
12.3 直流稳压电源
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第12章 直流稳压电源
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第12章 直流稳压电源
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. 了解稳压管稳压电路和串联型稳压电路的工作
原理;
3. 了解集成稳压电路的性能及应用。
2U
O
iD
t
选管时一般取： IOM =2 ID
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O
t
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第12章 直流稳压电源
半波整流滤波电路（C=100UF）波形图
整流二极管中 的电流
滤波输出电压
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第12章 直流稳压电源
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半波整流滤波电路（C=470UF）波形图
整流二极管中的 冲击电流
滤波输出电压
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滤波输出电压
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第12章 直流稳压电源
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全波整流滤波电路（C=100UF）波形图
二极管冲击电流
输出电压
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第12章 直流稳压电源
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全波整流滤波电路（C=470UF）波形图
二极管冲击电流 滤波输出电压
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第12章 直流稳压电源
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全波整流滤波电路（C=1000UF）波形图
第12章 直流稳压电源
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半波整流滤波电路（C=1000UF）波形图
二极管冲击电流
滤波输出电压
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半波整流滤波电路（C=3300UF）波形图
二极管冲击电流
滤波输出电压
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半波整流滤波电路（C=6800UF）波形图
二极管冲击电流
可选用二极管2CZ11C，其最大整流电流为1A，反向工 作峰值电压为300V。
220 变比 K 1.8 变压器二次电压 U 122 V 122
变压器二次电流有效值 I = 1.11 Io= 2 1.11 = 2. 2 A
变压器容量 S = U I = 122 2.2 = 207. 8 V A
（4）滤波电容愈大，滤波效果愈好，但整流二极管的导 通时间愈短，其中的电流冲击也愈大。 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。
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第12章 直流稳压电源
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有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频率 例：
f=50Hz，负载电阻 RL = 200，要求直流输出电压Uo=30V，
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结论
通过以上半波、全波整流电容滤波电路的波 形图和分析可以看出：
（1）并联电容滤波后，输出电压直流成份（即输出电压 平均值）提高了；脉动成份降低了（即输出波形平滑）。
（2）电容放电时间常数RLC愈大，放电愈慢，输出电压愈 高，脉动愈小，滤波效果愈好。 （3）输出电压随输出电流（负载电流）增大而下降较快， 输出特性较软。
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2U uD2 uD1
uD4 uD3
第12章 直流稳压电源
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4. 参数计算
(1) 整流电压平均值 Uo
Uo U (2) 整流电流平均值 Io I o 0.9 RL RL
(3) 流过每管电流平均值 ID
(4) 每管承受的最高反向电压 UDRM (5) 变压器二次电流有效值 I
选择整流二极管及滤波电容器。 ~ 解：1. 选择整流二极管 流过二极管的电流 + u – + + C RL uo –
1 1 U O 1 30 I D IO 0.075 A 2 2 RL 2 200
变压器二次电压的有效值
U O 30 U 25V 1.2 1.2
2U 2 25 35 V
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第12章 直流稳压电源
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12.1.2 单相桥式整流电路 1. 电路结构 a －+ u – b 4 3 3. 工作波形 io
1
2
+ uo RL – －
u
2U
t
uo
2U
2. 工作原理 u 负半周，Va﹤Vb，二极
uD
t
t
管 D2、 D4 导通， D1、 D3
截止 ， u0 = -u。
+ u –
b （3）一只D接反： 半周短路，半周无输出，烧 坏二极管、变压器
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a
+
u –
1
RL 2
12
b
第12章 直流稳压电源
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，试求变压器的变比 和容量，并选择二极管。
1 UO 100 I D IO 1 A 解： I O 2A 2 RL 50 UO 100 U 1.1 1.1 122V U DRM 2U 172 V 0.9 0.9
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第12章 直流稳压电源
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第12章 直流稳压电源
小功率直流稳压电源的组成
变压 交流电源 u1 u2 u3 u4 整流 滤波 稳压 负载 uo
功能：把交流电压变成稳定的大小合适 的直流电压
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第12章 直流稳压电源
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12.1 整流电路