现代电子线路06直流稳压电源PPT课件
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第六章：直流稳压电源
本章内容： §6.1 整流滤波电路 §6.2 稳压电路
2020/11/22
School of Physics,
第六章 No.1
§6.1 整流滤波电路
直流稳压电源的结构
u1
整
u2
流 u3
电
滤 波 u4 电
稳 压
Uo
电
RL
路
路
路
u1 ：市电。220V，50Hz（中国）；110V，60Hz（美国）。 电源变压器：将电网电压u1变为合适的交流电压u2。
Uo RLC=∞ RLC大 RLC小
2U 2
Uo
2U 2 0.9U2
RLC减小
S RLC减小 0.67
0
t
Uo与RLC的关系
0
Io
Uo与Io的关系
0
Io
S与Io的关系
若满足 RLC(3~5)T 时， Uo1.2U2 2
2020/11/22
School of Physics,
第六章 No.9
§6.2 稳压电路
第六章 No.3
u1 u2 简化画法
uo
u2
2 t
RL
iL uo
t 工作波形
2020/11/22
School of Physics,
第六章 No.4
振幅
有效值
将uo展开为傅里叶级数： u2U 2msi n t2U 2si n t
24
4
4
u o U 2 m ( 1 3 c2 o t 3 s 5 c4 o t 5 s 7 c6 o t ) s
①、未接负载时，（S断开） 整流桥对C充电，
uo 2U2 输出电压恒定
②、接入负载后，（S闭合）
电容通过负载RL放电，电压下降，同 时u2电压上升，当u2>uC时，整流桥 导通，向电容充电，同时提供负载电
流。随着u2的下降，当u2<uC时，整
流桥截止，电容又开始放电。
D3
u2
D2
uo
S
io
+
C
RL
2V 2
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，保持输出直流电压Uo的稳定。
2020/11/22
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第六章 No.2
一、单相桥式整流电路
利用二极管单向导电性，使变压器次级电压在RL上产生单向电流， 实现电压的单向化。
IZm ax(2~3)IOmax
定稳压管型号
2020/11/22
School of Physics,
第六章 No.13
2020/11/22
School of Physics,
第六章 No.14
③、选择限流电阻R
当u1最低、IR最大时，IZ最小，可确定R的最大值 Rm ax UIm inUZ IZm in IOm ax
②、稳压系数与输出电阻
R
稳压系数 Sr U U o i//U U ioR r Zr/ZR //L R /LU U o i r R ZU U o i
ΔUI
rZ RL ΔUo
RorZ//RrZ
交流等效电路 Ro
rZ越小，稳压性能越好；R越大，对UI波动的 抑制越好。
2020/11/22
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二、电源滤波电路
1、滤波电路结构
L
C
C
R
C1
C2
+ + + +
电容滤波
（多用于小 电流负载）
2020/11/22
Γ型滤波
（对负载电流适应性 较强，用于大电流负 载时可不接电容）
School of Physics,
π型滤波
（多用于小 电流负载）
第六章 No.6
D4
D1
2、电容滤波电路
⑴、工作原理
u1
当u1最高、IR最小时，IZ最大，可确定R的最小值 Rm in UIm axUZ IZm ax IOm in
则R的取值范围是： UIm inUZ RUIm aU xZ IZm inIOmax IZm aIxOmin
u2正半周：D1、D3导通，D2、D4截止。 电流通路为：1→D1→RL→D3→2
u2负半周：D2、D4导通，D1、D3截止。 电流通路为：2→D2→RL→D4→1
u1
1
D4
D1
u2
2
D3
D2
RL上的电流均为 从上到下（单向 化）
uo
RL iL
2020/11/22
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第六章 No.12
⑵、元件参数选择
已知Uo、负载电流范围（IRmin~IRmax）、电网电压（u1）波动（如±10%）
u1
u2
R
+
C
UI
DZ
IO
Uo
RL
①、确定UI
UI (2~3)Uo ——经验公式
②、选择稳压管
UZUo
查稳压管型号参
IZm IZ ax m IO inm IO ax min数表（手册）确
②、整流二极管导通角θ<π。而负载功率由整流桥提供，故整流
二极管导通时的瞬时电流很大，比输出电流大很多倍。且滤波效果 越好，导通角越小，瞬时电流越大。通常选择整流二极管时要求 IF>2~3IRL。
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第六章 No.8
③、滤波效果与负载电流的关系
随着负载电流Io的增加，输出电压Uo减小，脉动系数S增加。
IZ
+
C
UI
DZ
Uo
RL
当UI变化、负载不变时：
UI
UO
IZ、 IO
当UI不变、负载变化时：
RLFra Baidu bibliotek
IO
IZ
IR I 几乎不变
UO=UI-IR UO基本不变
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第六章 No.11
2、电路参数
⑴、稳压电路指标
①、输出电压与输出电流
UoUZ（不可调）
IOIZm~in IZmax
uo
D1
0
D3 导
io iD通
D2 D4 导
iD 通
t
io
0
t
2020/11/22
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第六章 No.7
⑵、特点
①、负载平均电压Uo升高，纹波减小。
RLC越大，电容放电越缓慢，负载电压中的纹波成分越小，脉 动系数越小，平均电压越高。
为得到平滑的输出，一般取 RLC(3~5)T T为电源周期 2
一、稳压管稳压电路
1、工作原理
并联型稳压电路。DZ为稳压管，R为限流电阻，若流过DZ的电流在稳 定电流范围（IZmin~IZmax）内，可使Uo基本恒定。
u1
u2
IR
R
IO
IZ
+
C
UI
DZ
Uo
RL
2020/11/22
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稳压电路
第六章 No.10
u1
u2
IR
R
IO
直流分量： Uo2U2m22U20.9U2 定义脉动系数 S最直 低流 次分 谐量 波 34的2振 3 2幅 67 %
最大正向电流 IF1Io0.9U20.4U 52
整流二极管的选择：
2 2RL
RL
最高反向峰值电压 URM 2U2
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第六章 No.5
本章内容： §6.1 整流滤波电路 §6.2 稳压电路
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第六章 No.1
§6.1 整流滤波电路
直流稳压电源的结构
u1
整
u2
流 u3
电
滤 波 u4 电
稳 压
Uo
电
RL
路
路
路
u1 ：市电。220V，50Hz（中国）；110V，60Hz（美国）。 电源变压器：将电网电压u1变为合适的交流电压u2。
Uo RLC=∞ RLC大 RLC小
2U 2
Uo
2U 2 0.9U2
RLC减小
S RLC减小 0.67
0
t
Uo与RLC的关系
0
Io
Uo与Io的关系
0
Io
S与Io的关系
若满足 RLC(3~5)T 时， Uo1.2U2 2
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第六章 No.9
§6.2 稳压电路
第六章 No.3
u1 u2 简化画法
uo
u2
2 t
RL
iL uo
t 工作波形
2020/11/22
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第六章 No.4
振幅
有效值
将uo展开为傅里叶级数： u2U 2msi n t2U 2si n t
24
4
4
u o U 2 m ( 1 3 c2 o t 3 s 5 c4 o t 5 s 7 c6 o t ) s
①、未接负载时，（S断开） 整流桥对C充电，
uo 2U2 输出电压恒定
②、接入负载后，（S闭合）
电容通过负载RL放电，电压下降，同 时u2电压上升，当u2>uC时，整流桥 导通，向电容充电，同时提供负载电
流。随着u2的下降，当u2<uC时，整
流桥截止，电容又开始放电。
D3
u2
D2
uo
S
io
+
C
RL
2V 2
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，保持输出直流电压Uo的稳定。
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第六章 No.2
一、单相桥式整流电路
利用二极管单向导电性，使变压器次级电压在RL上产生单向电流， 实现电压的单向化。
IZm ax(2~3)IOmax
定稳压管型号
2020/11/22
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第六章 No.13
2020/11/22
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第六章 No.14
③、选择限流电阻R
当u1最低、IR最大时，IZ最小，可确定R的最大值 Rm ax UIm inUZ IZm in IOm ax
②、稳压系数与输出电阻
R
稳压系数 Sr U U o i//U U ioR r Zr/ZR //L R /LU U o i r R ZU U o i
ΔUI
rZ RL ΔUo
RorZ//RrZ
交流等效电路 Ro
rZ越小，稳压性能越好；R越大，对UI波动的 抑制越好。
2020/11/22
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二、电源滤波电路
1、滤波电路结构
L
C
C
R
C1
C2
+ + + +
电容滤波
（多用于小 电流负载）
2020/11/22
Γ型滤波
（对负载电流适应性 较强，用于大电流负 载时可不接电容）
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π型滤波
（多用于小 电流负载）
第六章 No.6
D4
D1
2、电容滤波电路
⑴、工作原理
u1
当u1最高、IR最小时，IZ最大，可确定R的最小值 Rm in UIm axUZ IZm ax IOm in
则R的取值范围是： UIm inUZ RUIm aU xZ IZm inIOmax IZm aIxOmin
u2正半周：D1、D3导通，D2、D4截止。 电流通路为：1→D1→RL→D3→2
u2负半周：D2、D4导通，D1、D3截止。 电流通路为：2→D2→RL→D4→1
u1
1
D4
D1
u2
2
D3
D2
RL上的电流均为 从上到下（单向 化）
uo
RL iL
2020/11/22
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第六章 No.12
⑵、元件参数选择
已知Uo、负载电流范围（IRmin~IRmax）、电网电压（u1）波动（如±10%）
u1
u2
R
+
C
UI
DZ
IO
Uo
RL
①、确定UI
UI (2~3)Uo ——经验公式
②、选择稳压管
UZUo
查稳压管型号参
IZm IZ ax m IO inm IO ax min数表（手册）确
②、整流二极管导通角θ<π。而负载功率由整流桥提供，故整流
二极管导通时的瞬时电流很大，比输出电流大很多倍。且滤波效果 越好，导通角越小，瞬时电流越大。通常选择整流二极管时要求 IF>2~3IRL。
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第六章 No.8
③、滤波效果与负载电流的关系
随着负载电流Io的增加，输出电压Uo减小，脉动系数S增加。
IZ
+
C
UI
DZ
Uo
RL
当UI变化、负载不变时：
UI
UO
IZ、 IO
当UI不变、负载变化时：
RLFra Baidu bibliotek
IO
IZ
IR I 几乎不变
UO=UI-IR UO基本不变
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第六章 No.11
2、电路参数
⑴、稳压电路指标
①、输出电压与输出电流
UoUZ（不可调）
IOIZm~in IZmax
uo
D1
0
D3 导
io iD通
D2 D4 导
iD 通
t
io
0
t
2020/11/22
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第六章 No.7
⑵、特点
①、负载平均电压Uo升高，纹波减小。
RLC越大，电容放电越缓慢，负载电压中的纹波成分越小，脉 动系数越小，平均电压越高。
为得到平滑的输出，一般取 RLC(3~5)T T为电源周期 2
一、稳压管稳压电路
1、工作原理
并联型稳压电路。DZ为稳压管，R为限流电阻，若流过DZ的电流在稳 定电流范围（IZmin~IZmax）内，可使Uo基本恒定。
u1
u2
IR
R
IO
IZ
+
C
UI
DZ
Uo
RL
2020/11/22
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稳压电路
第六章 No.10
u1
u2
IR
R
IO
直流分量： Uo2U2m22U20.9U2 定义脉动系数 S最直 低流 次分 谐量 波 34的2振 3 2幅 67 %
最大正向电流 IF1Io0.9U20.4U 52
整流二极管的选择：
2 2RL
RL
最高反向峰值电压 URM 2U2
2020/11/22
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第六章 No.5