第10章 直流稳压电源(修改)

D3
C
D2 b
S +
– RL
u2 电容充电时，电容 电压滞后于u2。
uo
t
整流电路的 输出电流
t
电路图
（2）电容的选择及UO（AV）的估算
整流桥的 简化画法
当RLC
(3～5)
T 2
时，U O(AV)
1.2U
。
2
C的耐压值应大于 1.1
2U
。
2
(3)优缺点
简单易行，UO（AV）高，C 足够大时交流分量较
三端集成稳压器的应用
开关稳压电路
开关稳压电路分类 串联型开关稳压电路 并联型开关稳压电路
10.1 直流稳压电源的组成及各部分的作用
直流稳压电源是电子设备的重要组成部分， 其作用是将电力网交流电压变换为电子设 备所需要的稳定的直流电源电压。
u1 变压器 u2
整 电 u3 流路
滤 电 u4 波路
稳电 压路
A
RLD3B RLD4A
输出是脉动的直流电压！ u2
D4
D1 D3
D2 B
t t t
RL uo
2. 电压电流波形图
桥式整流 电路电压、电 流波形如图所示。
uO与全波整 流电路相同。
单相整流电路
几种常见的硅整流桥外形：
+ ~~ -
~+~-
+AC-
3. 主要参数
(1) 直流电压Uo和直流电流IL=Io
小；不适于大电流负载。
10.2.6其他形式的滤波电路
改善滤波特性的方法：采取多级滤波。如： RC– 型滤波电路：在电容滤波后再接一级RC滤
波电路。 L-C 型滤波电路：在电感滤波后面再接一电容。 LC – 型滤波电路：在电容滤波后面再接L-C 型
滤波电路。 性能及应用场合分别与电容滤波和电感滤波相似。
直 稳 压 电 源
半波整流电路
组成与功能 小功率整流滤波电路
全波整流电路 桥式整流电路 电源滤波电路 倍压整流电路
其他形式的滤波电路
二极管稳压电路
组成及稳压原理 主要性能参数
二极管稳压电路设计时参数的选择
串联型反馈式稳压电路
工作原理及电路分析 串联型反馈式稳压电路设计
集成稳压电路
三端集成稳压电路分类 三端集成稳压器的组成框图及功能概述
全波整流时，负载电压 Uo的平均值为:
U o
1 2π
2π 0
uo
d
t
0.9U
2
负载上的(平均)电流:
IL
0.9U 2 RL
(2) 脉动系数Ｓ
S定义：整流输出电压的基波峰值Uo1m与平均 值Uo之比。
用傅氏级数对全波整流的输出 uo 分解后可得:
uo
2
2U
2
(
4
3
cos
2
t
4
15
cos
4
t
4
35
u2
D1
RL
D3
u0
D2
+
四只二极管连成电桥形式，故称为桥式整 流电路。
（b）图是电路图中简化画法。
桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形
u2>0 时
D1,D3导通 D2,D4截止 电流通路:
u2<0 时
D2,D4导通 D1,D3截止 电流通路:
u2 uD4,uD2
uo
uD3,uD1
A D1 B D2
1 电容滤波电路
（1）滤波原理
以单向桥式整流电容滤波为例进行分析，其电路 如图所示。
a
u1
u1
D4
u2
D1
S +
D3
C–
uo
D2
RL
b
桥式整流电容滤波电路
a
u1
u1
D4
u2
D1
D3
C
D2 b
u2
设t1时刻接 通电源
整流电路为 电容充电
电路图
t1
uo
充电结束
没有电容时 的输出波形
S
+
uo
–
RL
t
t
10.3 二极管稳压电路
整流滤波电路存在两个方面问题：
1、输出直流电压受电网电压波动影响不稳定。 2、当负载电阻变化时，输出直流电压发生变化。
Uo
10.1 直流稳压电源的组成及各部分的作用
u1
整 u2 流 u3
滤 波 u4
稳 压 uo
电
电
电
路
路
路
电源变压器: 将交流电网电压u1变为合适的 交流电压u2。
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, 保持输出电压uo的稳定。
1、电感滤波电路 电路结构: 在桥式整流电路与负载间串入一电感L。
L
u1
u2
RL
uo
电感滤波电路
2. 复式滤波电路
(1) RC– 型滤波电路
u1
u2
R
uo1´
C1
C2
R uo
L
(2) L-C 型滤波电路
L
u1
u2
C uo1
RL uo
(3) LC – 型滤波电路
u1
u2
L
uo1
C1
C2
RL
uo
LC – 型滤波电路输出电压的脉动系数比只有 LC滤波时更小，波形更加平滑；由于在输入端接 入了电容，因而较只有LC滤波时，提高了输出电 压。
a
u1
u1
D4
u2
D1
D3
C
2）带电阻负b 载RL时的情形 D2
S
+
uo
–
RL
电容通过RL放电，
u2
在整流电路电压小
于电容电压时，二
t
极管都截止，整流 uo 电路不为电容充电，
uo会逐渐下降。
t
电路图
a
u1
u1
D4
u2
D1
D3
C
2）带电阻负b 载RL时的情形 D2
S
+
uo
–
RL
C 越大， RL越大，τ 越大，放电越慢，曲线
10.2 小功率整流滤波电路
整流电路的任务：把交流电压转变为直流脉动的 电压。
常见的小功率整流电路，单相半波、全波、 桥式和倍压整流等。
为分析简单起见，把二极管当作理想元件处理。
10.2.1 半波整流电路
1. 电路工作原理
u2 >0 时，二极管导通
u1
忽略二极管正向压降：
uo=u2
u2<0时，二极管截止,输
cos 6
t)
4 2U 2 S Uo1m 3π 2 0.67
Uo 2 2U 2 3
π
10.2.4 电源滤波电路
交流 整流 电压
ห้องสมุดไป่ตู้脉动
滤波
直流电压
直流 电压
结构特点: 电容与负载 RL 并联，或电感与负RL串联。
原理：利用储能元件电容两端的电压( 或通过电感中的 电流)不能突变的特性, 滤掉整流电路输出电压中 的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出 电压波形的目的。
u2
越平滑，脉动越小。 t
uo
t
a
iD
u1
u1
D4
u2
D1
S +
D3
C–
uo
D2
RL
b
只有整流电路输出 u2
电压大于uo时，才
有充电电流iD 。因
此整流电路的输出 电流是脉冲波。
uo
采用电容滤波时，整 流管的导通角较小。
电路图
t
整流电路的
输出电流iD
t
a
iD
RuL1 接入u并1 考虑u2整流D电4 路内D阻1 时
出电流为0。
u1
uo=0
Ta
D
u2 iL RL
uo
b
T
D
a
iL=0
u2
RL
uo
b
u2
O
t
uo
O
t
iV
O
t
uuDV
O
t
2 U2
10.2.2 桥式整流电路
1. 电路工作原理
+
T
u1
u2
D4
D1 D3
D2
-
桥式整流电路
u2正半周时 电流通路
RL uo
桥式整流电路
u2负半周时 电流通路
-
T
u1
D4