电工电子第10章 直流稳压电源

10.1 整流电路
U2为负半周时， a 点电位低于b点电位， 二极管VD1和VD3承受反 向电压而截至，VD2和 VD4承受正向电压而导 通，电流自上而下流 动负载，在负载上得 到了与U2为正半周相 同的电压。其波形如 图10-5所示。
图10-5 单相桥式整流波形
10.1 整流电路
2.负载电压与电流
2.输出电压
UO 0.9U2
3.电感滤波器的特点
电感滤波适用于电流较大且负载经常变化的场合，但 由于电感体积大、成本高、因此，滤波电感取几毫亨到几 十毫亨，并且在小功率的电子设备中很少采用电感滤波。
10.2 滤波电路 10.2.3 复式滤波电路
电容滤波和电感滤波各有千秋，且优缺点互补。
图10-10 复式滤波电路
1)R3和VS构成基准电压电路，基准电压为UZ。 2)R1和R2构成取样电路，当输出电压变化时，取样电路将 Uo变化量按比例送到放大器，由图可知: 3)由运算放大器构成比较放大器，将Uf与UZ比较大小得: 4)晶体管VT为调整管，放大器的输出为基极的控制电压， 通过基极电压来控制UCE，从而达到调整输出电压Uo的目 的。
图10-6 单相半波整流电容滤波电路
10.2 滤波电路
图10-7 单相桥式整流电容滤波电路 1.工作原理
图10-8中的虚线和实线分别表示整流电路不接滤波电容和 接滤波电容的波形。接上电容后的输出电压程度减小了。
10.2 滤波电路
图10-8 电容滤波输出波形 2.电容滤波特点
1)输出电压的直流平均值提高了。
第10章 直流稳压电源
10.1 整流电路 10.2滤波电路 10.3稳压电路
第10章 直流稳压电源 小功率直流电源一般由电源变压器、整流电路、滤波电 路和稳压电路等四部分组成。结构框图如下图所示：
图10-1 直流稳压电源的结构框图及波形变换图
第10章 直流稳压电源
1)电源变压器：将交流电源(220V或380V)变换为整流所需的交 流电压。
图10⁃2是单相半波整流电路，由电源变压器T、整流二极 管VD及负载电阻RL组成。
图10-2 单相半波整流电路
1.工作原理
10.1 整流电路
1)正半周：u2瞬时极性 为a正b负，VD正偏 导通，二极管和负
载上有电流流过。
2)负半周：u2瞬时极性 为a负b正，VD反偏截
止，uD=u2，波形如图 10-3c所示。
当电网未波动Ui不变，而负载RL变动时，若RL减小，则
Ui UZ IZ I UR Uz
2.稳压二极管的选Ui 2 3UO
10.3 稳压电路 10.3.2 串联型稳压电路
图10-12 串联型稳压电路
10.3 稳压电路
图10-3 单相半波整流波形
10.1 整流电路
2.负载电压及电流
输出电压的平均值是指一个周期内脉动电压的平均值，即
UO

1
2
0
2 U2sintd(t) 2 U 2 0.45U 2
流过负载RL的整流电流的平均值为
IO
UO RL
0.45 U2 RL
3.选用二极管的原则
10.3 稳压电路 10.3.1 并联型稳压电路
并联型稳压电路主要有稳压二极管并联稳压电路和晶体管并 联稳压电路。
图10-11 稳压二极管稳压电路
10.3 稳压电路
1.稳压原理
Ui为整流滤波电路的输出电压，也是稳压电路的输入电压。 其稳压过程分述如下：当交流电网波动时，若电网上升，则
Ui UZ IZ I UR Uz
2)整流电路：利用具有单向导电的器件(如二极管、晶闸管等)， 将交流电压变成单向的脉动直流电压。
3)滤波电路：滤去单向脉动直流电压中的交流成分，保留直流 成分，减小脉动程度。 4)稳压电路：一种自动调节电路，在交流电压波动或负载变化 时，通过调节使直流输出电压保持稳定。
10.1 整流电路 10.1.1 单相半波整流电路
IFM ID IL 0.45 U2 RL
URM UDM 2U2
式中，IFM 为最大整流电流；URM 为最高反向工作电压。
10.1 整流电路 10.1.2 单相桥式整流电路
图10-4 单相桥式整流电路 1.工作原理
U2为正半周时，a点电位高于b点电位，二极管VD1和VD3承 受正向电压而导通，VD2和VD4承受反向电压而截止，电流自上 而下流过负载，在负载上得到了与U2为正半周相同的电压。
整流电压平均值： UO 2 0.45U2 0.9U2
流过负载电阻的平均电流： 3.选用二极管的原则
IO

0.9
U2 RL
IFM＞ID

0.45
U2 RL
URM U2M 2U2
桥式电路具有变压利用率高、平均直流电压高、脉动小、 容易滤波等优点，所以得到了广泛的应用。
10.2 滤波电路 10.2.1 电容滤波电路 图10⁃6和图10⁃7中与负载并联的电容就是一个最简单的滤波电路。
10.2 滤波电路
2)只适用于负载电流较小且负载不常变化的场合。
3)电容滤波电路的输出电压随输出电流而变化。
4)越大，二极管的导通角越小，因此整流二极管在短暂的 时间内流过较大的冲击电流，常称为浪涌电流，对管子的 寿命不利，所以必须选择容量较大的整流二极管。
10.2.2 电感滤波电路 在桥式整流电路和负载电阻RL之间串入一电感器L，便组
成桥式整流电感滤波电路，如图10⁃9a所示。
10.2 滤波电路
图10-9 电感滤波电路及其波形 1.工作原理
当负载电流增加时，电感将产生与电流方向相反的自感 电动势，力图阻止电流的增加，延缓了电流增加的速度。当 负载电流减小时，电感产生与电流方向相同的自感电动势，
10.2 滤波电路
力图阻止电流减小，延缓了电流的速度。这样负载电流的脉 动成分减小，在负载电阻上就能获得一个比较平滑的直流输 出电压，波形如图10-9b实线所示。显然，电感L值越大，滤 波效果越好。
10.3 稳压电路 10.3.3 集成稳压器 1.三端固定式线性稳压器
图10-13 集成稳压器典型应用电路图