武汉大学模电第七章PPT课件

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7.1 直流稳压电源的基本组成
电源变压器 将市电电压降低到符合整流电路所需要 的交流电压
整流电路 将工频交流电转为具有直流成分的脉动直 流电。
滤波电路 是将脉动直流中的交流成分滤除，减少交 流成分，增加直流成分。
稳压电路 对整流后的直流电压采用负反馈技术进一
步稳定直流电压。
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7.2 整流电路
电感的直流电阻小，交流阻抗大， 直流分量无衰减通过，基波和谐波 分量降落在电感上，降低了输出电 压中的脉动成分。L及IL愈大（RL 愈小），滤波效果愈好。
电感滤波适用于负载电流比较. 大的场合
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2、特点：
电感滤波电路的外特性很平坦，V0随I0增大而略有下降 的原因是输出电流增大时，整流电路的内阻和电感的整 流电阻压降也略有增加的缘故。 导通角θ=π，因而避免了过大的冲击电流。输出电压没 有电容滤波高。 电感滤波电路适用于负载所需的直流电压不高，输出电 流较大及负载变化较大的场合。 电感体积大，成本高，输出电压稍低。 为了提高滤波效果，通常采用LC型滤波电路。
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直流稳压电源的作用
直流电源通常是利用半导体二极管的单向导电 作用，将市电220伏50赫兹的交流电变为单方向流动 的脉动电压，经过电源滤波器滤掉其中的脉动成分， 使之成为较为平滑的直流电压，再经稳压电路稳压 （或稳流电路稳流）输出较为稳定的直流电压（或 直流电流）。
对直流电源的主要要求：当电网电压或负载电流 波动时，能保持输出电压幅值的稳定，输出电压平滑 且脉动成分较小，高效率地将交流电转换为直流电。
负载 RL为C提供放电回路，其值越 大、放电电流iL越大，电容上的能 量存储减小，输出平均值减小。
电容滤波器适用于负载电流.较小，且变化不大的场合 13
二、电感滤波电路
1、工作原理：
当忽略电感线圈的直流电阻时，负载上的直流 电压与不加滤波时负载上的直流电压相同。
VL 0.9V2 电感滤波电路的外特性
缺点：输出电压波形脉动大，直流成分较低，功率和变压器
的利用率低。
应用：输出电流较小，要求不高的场合。
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2、单相全波整流电路
v10,v20
D1导通， D2截止， iL＝iD1＝vL／RL，vL＝v2 >0
v10,v20
D1截止，D2导通, iL＝iD2＝ vL／RL ，vL＝v2<0
全波整流的输出电压平均值上 升，脉动成分下降。
在负载电阻上正负半周经过合成，得到的是同
一个方向的单向脉动电压。
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二、整流电路的主要参数
1、输出平均电压
输出电压是单相脉动电压，通常用它的平均
值与直流电压等效。
1π
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V O V Lπ0 2 V 2sin tdtπV 20 .9 V 2
2、负载上的平均电流
IL
2 2V2 πRL
0.9V2 RL
IO=0 T=0
(2)输出电阻
Ro
=
VO IO
VI=0
(3) 温度系数
ST
=VO T
IO=0 VI=0
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(4)稳压系数
=VO/VO
一、工作原理
1、单相半波整流电路
v2 0 D导通(vD＝0)，则
iL＝iD＝vL／RL，vL＝v2 >0 ，
VRM 2V2
v2 0 D截止（vD＝－v2），则
iL＝iD＝0，vL＝0，二极管 承受一反偏电压 2V2 。
电路只在交流电压的半个周期内才
有电流流过负载，称为单相半波整流
电路。 优点：元件少，结构简单
滤波电路的结构特点: 电容与负载 RL 并联， 或电感与负载RL串联
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一、电容滤波电路
v2＞vC时D1和D3导通 v2<－vC时D2和D4导通 二极管导通期间，v2向C充电，vC≈v2，充电时间 常数很小
|v2|＜vC时，四只二极管均截止，C通过RL放电， vC(vL)按指数规律下降。通常放电时间常数远大于 充电时间常数， 这使得vC(vL) 的脉动减小，直流 分量也有提高。
S42V2 22V220.67
3π
π3
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三、单相桥式整流电路的负载特性曲线
单相桥式整流电路的负载特性曲线是指输出电压
与负载电流之间的关系曲线 VOf(IO)
该曲线的斜率代表了整流电路的内阻。
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7.3 滤波电路
滤波电路形式
（a）
（b）
（a）电容滤波电路 （c）电感滤波电路
（c）
（d）
（b）阻容滤波电路 （d）型滤波电路
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7.4 串联型直流稳压电路
串联反馈式稳压电路以稳压管电路为基础，利用 晶体管的电流放大作用，增大负载电流；在电路中 引入深度电压负反馈使输出电压稳定；并且，通过 改变反馈网络参数使输出电压可调。
一、稳压电源的质量指标 1、特性指标
包括允许的输入电压、输出电压、输入电流及输 出电压调节范围等。
3、二极管的平均电流
IDI2L
2V2 πRL
0.45V2 RL
4、二极管所承受的最大反向电压 VRmax 2V2
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5、脉动系数S
流过负载的脉动电压中包含有直流分量和交流 分量，可将脉动电压做傅里叶分析。此时谐波分 量中的二次谐波幅度最大，最低次谐波的幅值与 平均值的比值称为脉动系数S。
v O 2 V 2 (π 2 3 4 π c2 o ts 1 4 π 5 c4 o ts )
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wk.baidu.com、质量指标
用稳压电路的技术指标去衡量稳压电路性能的 高低。 VI 、 IO和T引起的 VO可用下式表示
V O V V O I V I V I O O I O V T O T S V V I R o I O S T T
(1)输入调整因素
SV
=VO VI
VO
VI
缺点：变压器的利用率不高。
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3、单相桥式整流电路
工作原理
单相桥式整流电路是最基本的将交流转 换为直流的电路
在分析整流电路工作原理时，整流电路中的二 极管是作为开关运用，具有单向导电性。
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信号正半周时二极管D1、D3导通， 在负载上得到正弦波的正半周。
信号负半周时二极管D2、D4导通， 在负载上得到正弦波的负半周。
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结论
二极管的导通角θ<π，流过二极管的瞬时电流大，可串 入一个限流电阻，并选择较大容量的整流二极管。
输出电压的平均值大
VL由放电时间常数决定 τ=RLC
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∵ VC 2V2e RLC
∴ RLC↑→VL↑
一般取 RLC≥（3~5）T/2 （全波整流）
输出电压的平均值通常取 VL 1.2V2
电容滤波电路的外特性