模电课件7.1

Sinp
U iPP 20lg (dB) U oPP
• Sinp表示稳压电路对其输入端引入的交流纹波电压 的抑制能力。
7.2 单相整流与滤波电路
成 都 信 息 工 程 学 院 实 验 中 心
7.1.1 单相整流电路分析 7.1.2 滤波电路 7.1.3 倍压整流电路
7.2.1 单相整流电路 一、半波整流
U o / U o Sr U I / U I
RL 常数
式中ΔUI为输入电压变化量，ΔUo为输出电压变化 量。 • 显然，Sr＜＜1，其值越小，稳压性能越好。
二、质量指标
2．电压调整率SU
成 都 信 息 工 程 学 院 实 验 中 心
• 当温度T、负载不变时，输入电压变化量引起的输 出电压相对变化量称为电压调整率。
2 2U 2
4 2U 2
+
2 2U 2
a + u2 − b −
D1 C1 − +
2U 2
− + C2 D2 c
d D3 C3 − +
f
− + C4 D4 e
2 2U 2
3 2U 2
+
（3）当u2再次为正半周
D1、D2反偏截止，D3正偏导通，C3充电，uC3=U2＋2U2－uC1≈2U2， 极性右正左负。
+

2
3
t
2U2
uO

2
输入负半周
V4 V1 V2
O iD= iO
Im
3
t t t
u1
u2
V3
+
RL uo
O uD
O

2 2
3 3

2U
3. 参数估算 u2 2U2 1) 整流输出电压平均值 1 o U O 2U sin(t )d(t ) 成 0 都 uO 信 2 2 2U2 U 2 0.9U 2 息 工 程 o 学 2) 二极管平均电流 iD = iO 院 UO 1 U2 实 Im I D IO 0.45 验 2 2 RL o RL 中
成 都 信 息 工 程 学 院 实 验 中 心
电容 充电
电容 放电 io C RL

+ u
V4
V1
+
uo= uc
V3
V2
V 导通时给 C 充电，V 截止时 C 向 RL 放电；
滤波后 uo 的波形变得平缓，平均值提高。
2. 波形及输出电压 当 RL = 时：
成 都 信 息 工 程 学 院 实 验 中 心
u2 2U2 sin( t )
2 2
3 3
t t
二、桥式整流（full wave bridge rectifier ） u2 1. 工作原理 2. 波形 2U2 输入正半周
成 都 信 息 uo u1 工 程 学 院 实 验 中 心
单相桥式整流电路
O
+

u2
V4 V3
V1 V2
io uo RL
U RM 2U 2 1.41 40 56.4 V
综上: 可选择1N4003作整流二极管，其最大整流电流为1A，
成 都 信 息 工 程 学 院 实 验 中 心
最高反向工作电压为200V。
•滤波电容器取值：
T 0.02 0.05 取 RL C 5 5 （S） 则 2 2 0.05 C 500 10 6 F 500 F） （μ RL 100
第七章
成 都 信 息 工 程 学 院 实 验 中 心
直流稳压电源
7.1 7.2 7.3 7.5 组成与主要技术指标 整流与滤波电路 线性稳压电源 稳流、稳压电路设计与应用 小 结
7.4 开关稳压电源
第七章
成 都 信 息 工 程 学 院 实 验 中 心
7.1
组成及主要技术指标
7.1.1 组成框图及各部分作用
直流稳压电源
成 都 信 息 工 程 学 院 实 验 中 心
按输出电源类型分
按与负载的连接方式分
交流稳压电源 串联稳压电源 并联稳压电源 线性稳压电源
按调整管的工作状态分
开关稳压电源 简单稳压电源
按电路类型分
反馈型稳压电源
7.1.3 直流稳压电源的主要技术指标
成 都 信 息 工 程 学 院 实 验 中 心
心
2
3
t
2
3
t
3) 二极管最大反向压
U RM 2U 2
uD
2 2
3 3
t
t
o
2U

4. 简化画法
+
成 都 信 息 工 程 学 院 实 验 中 心
io
~
u2
+
RL uo


5. 整流桥 把四只二极管封装 在一起称为整流桥
~ ~
7.2.2 滤波电路 一、电容滤波 1. 电路和工作原理
uO
2U2
RL =
UO 2U2
当 RL 为有限值时：
O
2
t
0.9U2 UO 2U2
通常取 UO = 1.2U2 RC 越大 UO 越大
T 为获得良好滤波效果，一般取： RLC ( 3 ~ 5) 2 (T 为输入交流电压的周期)
适用于负载电流小或负载电流不变的场合
二、其他形式滤波 1. 电感滤波
U o / U o SU 100% U I
RL 常数
• 有时也定义为恒温条件下，负载电流不变时，输入 电压变化10%时引起的输出电压的变化量，单位为 mV。SU越小，稳压性能越好。
3．输出电阻Ro
成 都 信 息 工 程 学 院 实 验 中 心
• 当温度T、输入电压不变而负载变化时， 输出电压的变化量与负载电流的变化量之 比值称为输出电阻Ro 。
7.1.2 直流稳压电源的分类
7.1.3 直流稳压电源主要技术指标
7.1.1 组成框图及各部分作用
组成 框图
成 都 信 交流 息 电源 工 程 学 院 u 实 验 中 心 O
变压整流滤波稳压 负 载u t O 合适的 交流电压
u
u
u
t O 单向 脉动电压
t O 滤波
t O 稳压
t
220 V
7.1.2 直流稳压电源的分类
此选用C=1000μF、耐压为100V的电解电容器。
7.2.3 单相整流电路
二极管倍压整流电路（Voltage doubler rectifier ）
成 都 信 息 工 程 学 院 实 验 中 心
− T
2 2U 2
4 2U 2
+
2 2U 2
a + u2 − b −
D1 C1 − +
2U 2
− + C2 D2 c
成 都 信 息 工 程 学 院 实 验 中 心
解：流过整流二极管的平均电流：
1 1 U o 1 48 ID Io 0.24A 240mA 2 2 RL 2 100
•变压器副边电压有效值：
U o 48 U2 40 V 1.2 1.2
•整流二极管承受的最高反向电压：
U o SI 100% Uo
U I 常数
• 有时也定义为恒温条件下，输出电流变化 10%时引起的输出电压的变化量，单位为mV。 SI或越小，输出电压受负载电流的影响就越 小。
成 都 信 息 工 程 学 院 实 验 中 心
5．纹波电压 • 纹波电压是指叠加在直流输出电压Uo上的交流电 压，通常用有效值或峰峰值表示。 • 在电容滤波电路中，负载电流越大，纹波电压也 越大。纹波电压应在额定输出电流的条件下测出。 • 纹波抑制比Sinp定义为稳压电路输入纹波电压峰峰 值UiPP与输出纹波电压峰峰值UoPP之比，并用对数 表示，即
− + C4 D4 e
2 2U 2
3 2U 2
+
（1）当u2为正半周 a 端瞬时极性为正，b 端为负，二极管D1导通，C1充电， uC1≈U2，极性右正左负。 （2）当u2为负半周 a负b正，D1反偏截止，D2正偏导通，C2充电，uC2=U2 ＋uC1≈2U2，极性右正左负。
− T
成 都 信 息 工 程 学 院 实 验 中 心
成 都 信 息 工 程 学 院 实 验 中 心
u2
2U2
（half wave rectifier） + uD– Ｖ
O
uO
2
3
t
~
220 V
u2
iD
+
RL uｏ
2U2
–
O
iD= iO
2
3
t
1 UO 0 2U 2 sin(t )d(t ) O 2 uD 0.45U 2 O U2 I D I O 0.45 RL 2U2 U RM 2U 2
成 都 信 息 工 程 学 院 实 验 中 心
L
~
+ u2
整流后的输出电压： 直流分量被电感 L 短路 RL 交流分量主要降在 L 上 电感越大，滤波效果越好 适用于低电压、大电流的场合
负载电流小时 L
2. 型滤波
~
+ u2
C1、C2 对交流容抗小
C1 C2 RL
L 对交流感抗很大
例：设计一单相桥式整流、电容滤波电路。要求输出 电压UO=48 V，已知负载电阻RL=100Ω，交流电源频率 为50Hz，试选择整流二极管和滤波电容器。
2 U o U o Ro I o RL U I 常数
• 它用来衡量稳压电源的带负载能力，其值 越小，带负载能力越强，要求Ro<1Ω。