直流稳压电源的设计制作方法PPT课件

路
（3）流过整流二极管的平均电流:
IF= IDO /2=0.45U2/ RL
（4）整流二极管的最大反向电压:
UDR= 2 U2
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整流电路 3 桥式整流电路：
5、整流二极管的选择：
整
（1）D管的最大整流电流IF必须大于
流
实际流过二极管的平均电流IDO ：
电
IF > IDO =ULO/RL=0.45 U2/RL
a
cd e
vC 2v2 b
滤 波
v2 2vi sint
0
D1
D3 导
D2
D4 导
2
D1
D3 导
3
D2
D4 导
4
t
电 路
电
电
电
电
iC
iD
iD
iL
vL RL
0
t
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仿真五：电容滤波 1、要求：电容1000µF 1只 2、仿真电路：
滤 波 电 路
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3、观察并回答问题：
流
实际流过二极管的平均电流
电 路
IDO ： IF > IDO =ULO/RL=0.45 U2/RL
（2）D管的最大反向工作电压UR必须
大于二极管实际所承受的最大
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整流电路
3 桥式整流电路：
Tr
D1 D4
整
v1
v2
流
RL
电
路
简化画法
1、电路图：如图所示，二极管D1、 D2 、
D3、 D4四只二极管接成电桥的形式，名称
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
直流稳压电源的组成及工作原理 串联反馈式稳压电路 开关式直流稳压电路
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第一节 直流稳压电源 的基本组成及工作原
理
一、直流稳压电源的组成
二、直流电源各部分原理
三、直流稳压电源的性能指标
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一、直流稳压电源的组成
电源变压器
整流电路
滤波电路
如图中b、 c段所示
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电容滤波电路 2 工作原理： vc
v2
滤
0
2
3 4
t
波
电
路
（2）.3 当V2又降至V2＜VC时，二极管又截止， 电容C又向RL放电，如图中c 、d段所示.电容如
此周而复始充放电，就得到了一个如图所示的
锯齿波电压Vo = VC ，由此可见输出电压的波动
大大减小。
由此而来。
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a (+)
Tr (-) D4
D1
电网 电压
v1
v2
D2
+vL
整
(+) D3
b (-)
RL
-
流
2、工作原理：
在V2的正半周， D1、 D3导通， D2、 D4截止，
电
通过D1、 D3给RL提供电流，方向由上向下
路
（图中虚线)；
在V2的负半周， D2、 D4导通， D1、 D3截止，
0
t
D1 D3 D2 D4 D1 D3 D2 D4
导 导导导
通 通通通
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仿真四：桥式整流电路 1、要求：整流桥（理想）1只。 2、仿真电路：
整 流 电 路
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3、观察并回答问题：
❖桥式整流电路的输出电压波形并记 录。
整 流 电 路
❖输出电压是 性）
（双极性/单极
❖输出电压是
22
V2
0.9V2
（2）流过负载平均电流:
电
IDO= UO /RL=0.9U2/ RL
路
（3）流过整流二极管的平均电流:
IF= IDO /2=0.45U2/ RL
（4）整流二极管的最大反向电压:
UDR=2SQR(2)U2
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整流电路 2 全波整流电路：
5、二极管的选择：
整
（1）D管的最大整流电流IF必须大于
（全波/半波）
❖输出电压与输入电压的幅值相比是
（基本相等/相差很大）
❖如何用次级带中心抽头变压器输出 正、负两种极性的电压？
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整流电路
3 桥式整流电路：
4、参数计算：
（1）输出的直流电压值为:
整 流
VO
1
0
2V2
sint
dt
22
V2
0.9V2
（2）流过负载平均电流:
电
IDO= UO /RL=0.9U2/ RL
电
IDO= UO /RL=0.45U2/ RL
路
（3）流过整流二极管的平均电流:
IF= IDO =0.45U2/ RL
（4）整流二极管的最大反向电压:
UDR=SQR（2）U2
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整流电路
1 半波整流电路：
5、二极管的选择：
整
（1）D管的最大整流电流IF必须大于 实际流过二极管的平均电流IDO ：
电
源
变
+
+
压
U1 N1 N2 U2
ZL
-
-
器
U2 N2 1 U1 N1 n
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仿真一：电源变压器的基本特性
1、要求：电源变压器：10：1，200V/50Hz 负载电阻：100欧，示波器
电 2、仿真电路： 源 变 压 器
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3、回答问题：
电 • 变压器初级输出电压幅值约为 V 源 • 变压器次级输出电压幅值约为 V 变 • 初级绕组输入电压与次级绕组输出 压 电压之比 约为 ： 。 器
2 全波整流电路：
D1
Tr
3、工作原理：
v2
vo
整
在U2正半周：
v1
D1导通、D2管截止，
v2
流
负载中有电流流过； v2
D2
电 路
在U2负半周：
0
D1截止、D2管导通，
2
3 4
t
负载中有电流流过。 vo
0
t
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仿真三：单相全波整流电路 1、要求：二极管（理想）2只 2、仿真电路：
整 流 电 路
电
在小功率整流滤波电路中，电容滤波是最
路
常用的一种，其特点是结构简单，效果较
好。本节中只介绍电容滤波电路。电感滤
波电路主要用于大电路中，其他滤波电路
自行分析。
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电容滤波电路 1 电路组成：
（1）桥式整流、电容滤波电路如图所示
滤
a (+)
波
Tr (-) D4
D1
电
v1
v2
D2
路
(+) D3
流
IF > IDO =ULO/RL=0.45 U2/RL
电
（2）D管的最大反向工作电压UR必须 大于二极管实际所承受的最大反
路
向峰值电压URM
UR > URM =SQR（2） U2
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整流电路
2 全波整流电路：
1、电路图：
整 如图所示，二
流 极管D1、 D2分
电
别在V2的正、 负半周导通，
电路形式：
一、电容滤波
滤
波
二、电感滤波
电
三、 L型滤波电路
路
四、 型滤波电路
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（1）电容滤波电路
尽管整流后的电压为直流电压，但波
动较大，仍然不能直接作为电源使用，还
需进一步滤波，将其中的交流成份滤掉。
滤
滤波通常是采用电容或电感的能量存储作
波
用来实现的常用的滤波电路有电容滤波、 电感滤波、倒L型滤波、型滤波等几种。
滤 ❖观察电容滤波电路的输出电压波形
波 并记录。
电 路
❖输出电压直流分量为
V，纹
波分量峰峰值（用AC输入档测量）
为
mV。
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❖输出电压纹波
VI
稳压电路
VO
v1
0
t
v2
0
t
vR
0
t
vF
0
t
vo
0
t
直流稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波 电路、稳压电路四部分组成。
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二、直流稳压电源各部分原理
1、电源变压
电 源
器
功能 交流电压变换部分
变
作用 将电网电压变为所需
压
的交流电压
器
将直流电源与交流电
网隔离
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电源变压器
电容滤波电路 2 工作原理： vc
v2
滤
0
2
3 4
波
t
电
路
（1）其中Rint包括变压器副绕组的直流电阻 和二极管的正向电阻。由于Rint一般很小，电
容器很快就充电到交流电压V2的最大值V2 ，由
于电容无放电回路，故输出电压（电容C两端
的电压)保持在V2不变。
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电容滤波电路 vc 2 工作原理： v2
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电容滤波电路 2 工作原理： vc
v2
滤
0
2
3 4
t
波
电 路 （2）.4 为了得到平滑的负载电压，一般取
d=RLC≥(35)T/2 (T为交流电周期
20ms) 此时：Vo = (1.11.2) V2
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RL未接入
vZ, vL, vC RL接入后
C放电
C充电
vC=vL
通过D2、 D4给RL提供电流，方向仍然是由上向
下（图中虚线）由此得到图示的整流波形
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整流电路
3 桥式整流电路：
V2
3、波形图
整 流
0
2
3 4
t
iL
iD1 iD3 iD2 iD4 iD1iD3 iD2 iD4
电
0
t
路 Vo的大小与全波整流 VL
电路相同，即:
22 VO V2 0.9V2
路
（2）D管的最大反向工作电压UR必须
大于二极管实际所承受的最大反
向峰值电压URM
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3、滤波电路
滤 波 电 路
作用：对整流电路输出的脉动直流进 行平滑，使之成为含交变成份 很小的直流电压。
说明： 1、滤波电路实际上是一个低通滤波器。 2、截止频率低于整流输出电压的基波
频率
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段）
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电容滤波电路 2 工作原理： vc
v2
滤
0
2
3 4
波
t
电 路 （2）.2 当V2升至V2＞VC时，二极管D1、 D3在正
向电压作用下而导通，此时V2经D1、 D3一方面 向RL提供电流，一方面向C充电（接入RL后充电
时间常数变为C=RL//RintC≈RintC ）。VC将
❖二极管输入电压是
性/单极性）
整 ❖电路输出电压是
流 电
单极性）
路 ❖输出电压的波形是
半波）
（双极 （双极性/
（全波/
❖输出电压与输入电压的幅值相比 第14页/共75页
整流电路
1 半波整流电路：
4、参数计算
（1）输出的直流电压值为:
整 流
VO
1 2
0
2V2 sint dt
2
V2
0.45V2
（2）流过负载平均电流:
滤
0
2
3 4
t
波 （2）.1 接入负载RL（开关S合上）时：设变压
电 器副边电压V2从0开始上升时接入RL，由于电容
路
已到V2 ，故刚接入负载时， V2＜ VC，二极管在 反向电压作用下而截止，电容C经RL放电，放电
时间常数为：d=RLC。因d一般较大，故电容
两端电压Vc(即Vo)按指数规律慢下降（图中a,b
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3、观察并回答问题：
❖全波整流电路的输出电压波形并记
整 录。
流 ❖输出电压是
电 路
性）
❖输出电压是
（双极性/单极 （全波/半波）
❖输出电压与输入电压的幅值相比是
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整流电路
2 全波整流电路：
4、参数计算：
（1）输出的直流电压值为:
整 流
VO
1
0
2V2
sint
dt
路 在RL上得到如
图所示电压波
形。
D1 Tr
v2
vo
v1
v2
v2
D2
0
2
3 4
t
vo
0
t
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整流电路
2 全波整流电路：
D1 Tr
v2
vo
整
2、电路特点： v1
v2
是输出电压波
流
动小，变压需
v2
D2
电
中心抽头，绕
0
2
3 4
t
路
制复杂，成本
高，笨重
vo
0
t
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整流电路
整流电路
1 半波整流电路：
D
Tr
2、电路特点：
整 流
电路结构简单， v1
输出电压波动
v2
较大、效率低
v2
RL vo
电
0
2
3 4
t
路
vo
输出的直流电压值为: 0
t
VO
1 2
0
2V2 sint dt
2
V2
0.45V2
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整流电路
1 半波整流电路：
D
Tr
3、工作原理：
整 流
U2为正半周： D管导通，有 输出电压；
v1 v2
v2
RL vo
电
U2为负半周：
0
2
3 4
t
路
D管截止，无 输出电压
vo
输出的直流电压值为: 0
t
VO
1 2
0
2V2 sint dt
2
V2
0.45V2
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仿真二：半波整流电路 1、要求：二极管（理想）1只 2、仿真电路：
整 流 电 路
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3、观察并回答问题：
b (-)
+S+
C
vL
RL -
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电容滤波电路
1 电路组成：
滤 波 电 路
（2）电容滤波的原理：
电容是一个能储存电荷的元件。有了电荷，两极板之间就有电压 UC=Q/C。在电容量不变时，要改变两端电压就必须改变两端电荷，而 电荷改变的速度，取决于充放电时间常数。时间常数越大，电荷改变得 越慢，则电压变化也越慢，即交流分量越小，也就“滤除”了交流分量。
注：理想变压器满足： I1/I2=U2/U1= N2/N1 （P1=P2）
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问题
电 变压器是否可以进行直流变压？
源 是否可以用电位器来变压？
变 压
变压器的输出功率与输入功率关系 是怎样？
器
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