第八章 直 流 电 源

1. 空载时的情况 空载时RL→∞, 设电容C两端的初始电压uC为零。接入
交流电源后, 当u2为正半周时, VD1、VD2导通, 则u2通过VD1、
VD2对电容充电; 当u2为负半周时, VD3、VD4导通, u2通过 VD3、VD4对电容充电。由于充电回路等效电阻很小, 所以 充电很快, 电容C迅速被充到交流电压u2的最大值 。 此时二极管的正向电压始终小于或等于零 , 故二极管均截 2U2
3. 限流电阻R的选择
Uz (1) 当电网电压最高, 即为UI max, 且负载电流最小为 RL max
时, 流过稳压管的电流最大, 其值不应超过Iz max, 即
U1 max U z Uz I z max R RL max U1 max U z R RL max RL max I z max U z
UO rz // RL rz U1 R rz // RL R rz
UO U1 rz U1 Sr U1 UO R rz U z
当R>>rz时
rz U1 Sr R Uz
(2) 输出电阻rO。从图8 - 15可求得输出电阻为
rO rz // R rz
第八章 直流电源
1 I F I D IO 2
全波整流电路每管承受的反向峰值电压 URM 为 u2 的峰值
电压的两倍,即
U RM 2 2U2
因为无论正半周还是负半周, 均是一管截止, 而另一管导通,
故变压器次级两个绕组的电压全部加至截止二极管的两端。 选管时应满足
U R 2 2U2
第八章 直流电源
8.1.3 单相桥式整流
VD3 VD4
2 2U 2
VD5 VD6
＋
C1 C3
图8 – 13 多倍压整流电路
＋
C5
＋
第八章 直流电源
8.4 稳压电路
8.4.1 稳压电路的主要指标
1. 稳压系数Sr
UO / UO Sr U1 / U1
2. 稳压电路的输出电阻rO
RL 常数
输出电阻可以衡量稳压电路受负载电阻的影响程度, 即
UO rO IO
U1 常数
第八章 直流电源
8.4.2 硅稳压管稳压电路
I R ＋ IR UI － VDz Iz RL IL UO U O U I
(a )
(b )
图8 – 14 稳压管稳压电路
第八章 直流电源
1. 稳压原理
(1) 输入电压UI保持不变, 当负载电阻RL减小, IL增大时, 由于电流在电阻R上的压降升高, 输出电压UO将下降。由 于稳压管并联在输出端, 由伏安特性可看出, 当稳压管两
第八章 直流电源
设第二次滤波后 , 负载上得到的直流分量和基波分量
的幅值分别为UO和UO1m, 且存在如下关系:
RL ' UO UO R RL UO1m RL R RL 1 / C2 R (1 / C2 )
'2 2
UO1m '
(8-23)
式(8 - 23)简写为
UO1m
RL 1 ' U O1m R RL C2 R '
UO
2U 2
内阻 ＝ 0 0.9U 2 有内 阻时 O IO
图8 – 9 电容滤波电路的外特性
第八章 直流电源
(3)一般应选二极管
1 UO I F (2 ~ 3) 2 RL
实际工作中按下式选择滤波电容的容量
T RLC (3 ~ 5) 2
电容滤波整流电路, 其输出电压UO在 间。当满足式(8 ~ 19)时, 可按下式进行估算
UO U2 IO 0.9 RL RL
第八章 直流电源
3. 脉动系数S
全波整流电路输出电压的基波频率为2ω, 求得基波最大
值为
U O1m
故脉动系数为
4 2 U2 3
4 2 U2 2 3 S 0.67 3 2 2 U2

第八章 直流电源
4.选管原则
ID
选择管子时要求
1 IO 2
向峰值电压URM进行选择, 即二极管的最大整流电流IF≥ID，二
极管的最大反向工作电压
UR URM 2U2。
半波整流电路的优点：结构简单，使用的元件少。 半波整流电路的缺点：只利用了电源的半个周期；脉动大、
在变压器的副边有直流分量。
第八章 直流电源
8.1.2 单相全波整流电路
O VD1 ＋ u2 ui － ＋ u2 － VD2 iD2 uO － ＋ RL O iO O O iD1
第八章 直流电源
1 RL 时, 当 C2
S S 2 LC2
π型滤波电路, 其输出直流电压UO的估算均与电容滤波相同
'
UO 1.2U2
第八章 直流电源
如果需要大电流输出, 或输出电流变化范围较大, 则可采
用L滤波或LC滤波电路, 如图8 - 11所示。
＋ ui u2 －
L RL
＋ UO ui
8.1.1 单相半波整流电路
O iD ＋ ui ＋ － uO iO － O ＋ O RL
u2 iO＝iD
2U 2 sin t 2U 2 2 3
t
2U 2 RL
VD uD
t
uO 2U 2
u2 －
t
uD
O
2U 2
t
(a )
(b )
图8 – 2 单相半波整流电路
第八章 直流电源
1. 电路与工作原理
＋ ui u2 － VD4 VD2 VD3 RL iO － uO VD1 ＋ ui VD1 ＋ u2 － VD4 VD2 － RL uO VD3 ＋
(a )
＋ ui u2 －
(b )
＋ uO － RL
图8 – 4 桥式整流电路
(c)
第八章 直流电源
u2
2U 2
O

2U 2 RL
止, 电容不可能放电, 故输出电压UO恒为
图8 7(a) 所示。 2U 2
, 其波形如
2. 带电阻负载时的情况 （其波形如图8 - 7(a)所示）
第八章 直流电源
u2 uO RL→∞ uO波形 2U 2
O u2 uO
t
图 8–7
(a )
C 放电 C 充电
O iD
t1
t2
t3
t
(b )
电 容 滤 波 波 形
3. 脉动系数S
S=0.67
第八章 直流电源
4. 选管原则
1 I F IO 2 U R 2U 2
第八章 直流电源
8.2 滤 波 电 路
8.2.1 电容滤波电路
＋ ui u2 － VD4 VD2 VD3 RL iO －
图 8 – 6 桥式整流、电容滤波电路
VD1 ＋ ＋ C
uO
第八章 直流电源
1. 电路工作原理 在正半周期，二极管导通，则
uO u2 uD 0 iD 0 iO iD u2 RL
在负半周时, 二极管截止, 则
uO 0 u D u2 iO iD 0
第八章 直流电源
2. 直流电压UO和直流电流IO的计算
1 2 U O 0 uO d (t ) 2 在半波整流情况下
u2
2U 2
iD1
2
3
4 t
2U 2 RL
t
iD2
2U 2 RL
t
iO
2U 2 RL
t
uO 2U 2
(a )
O uD1 O
2 2U 2
t
t
图 8 – 3 全波整流电路
(b )
第八章 直流电源
1. 电路与工作原理 为提高电源的利用率 , 可将两个半波整流电路合起
来组成一个全波整流电路 , 如图8 - 3(a)所示。二极管
VD1、VD2在正、负半周轮流导电, 且流过负载RL的电流 为同一方向, 故在正、负半周, 负载上均有输出电压。

第八章 直流电源
2. 直流电压UO和直流电流IO的计算 由输出波形可看出, 全波整流输出波形是半波整流时
的两倍, 所以输出直流电压也为半波时的两倍, 即
UO
2 2

U 2 0.9U 2
第八章 直流电源
第八章 直 流 电 源
8.1 单相整流电路 8.2 滤波电路 8.3 倍压整流 8.4 稳压电路 8.5 集成稳压电路 8.6 开关型稳压电路
第八章 直流电源
8.1 单相整流电路
电网 电压
电 源 变压 器
整流 电路
滤波 器
稳压 电路
负载
图8 – 1 直流电源的组成方框图
第八章 直流电源
O
(c)
t
第八章 直流电源
结论:
(1) 电容滤波以后, 输出直流电压提高了, 同时输出电压
的脉动成分也降低了，而且输出直流电压与放电时间常数
有关。
uO＝uC RLC大 RLC小 RLC＝ ∞
2U 2
O
t
图8 – 8 RLC对电容滤波的影响
第八章 直流电源
(2) 电容滤波的输出电压UO随输出电流IO而变化。
UO 0.9U 2
第八章 直流电源
8.3 倍 压 整
8.3.1 二倍压整流电路
＋－ ui u2 －＋ C1 VD1 C2 ＋
－
UO
＋
＋
VD2
图8-12 二倍压整流电路
第八章 直流电源
8.3.2
C2 C4 C6
2 2U 2
＋
2 2U 2
＋
2 2U 2
＋
＋ ui u2 －
2U 2