直流稳压电源的制作 PPT

2U2
0.45U 2
1 Uo 2

2
0
uo d t
2U 2

2 单相全波整流电路的工作原理
T
a u2
u2 b
D
1
u1
iL uo D
2
(1) 输出电压波形： uo RL
t
(2) 二极管上承受的 最高电压：
U RM 2 2U 2
1 (3) 二极管上的平均电流： I D I L 2
项目五 直流稳压电源的制作
本项目教学内容
一、滤波电路 二、串联型稳压电路工作原理 三、并联型稳压电路工作原理 四、开关电源 五、直流稳压电源的制作（实验）
教学知识点
教学要求： ①理解电容滤波电路的工作原理； ②了解直流稳压电源的组成和主要性能指标； ③掌握稳压管稳压电路的结构及工作原理； ④掌握串联型晶体管稳压电路的结构、工作原理、 输出电压的调节范围； ⑤掌握带有放大环节串联型稳压电路的组成和工 作原理； ⑥了解开关电源。
D1
D
2
RL
u2>0 时 D1,D3导通 D2,D4截止 电流通路: A D1 RL D3 B
t
u2<0 时
D2,D4导通 D1,D3截止 电流通路: B D2 RL D4 A
uo
uD4,uD2
uD3,uD1
输出是脉动的直流电压！
t
uo
t
几种常见的硅整流桥外形：
~ + ~ ~ + ~ + A C -
t
a
u1
u1
u2
D4
D3 b
D1
S C
+ –
uo RL
D2
2. RL接入（且RLC较大）时 (忽略整流电路内阻) u2 电容通过RL放电， 在整流电路电压小 于电容电压时，二 极管截止，整流电 uo 路不为电容充电， uo会逐渐下降。
t
t
a
iD D4
u1
u1
u2
D3 b
只有整流电路输出 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。 可见，采用电容滤 波时，整流管的导 通角较小。
1) 电感滤波
电路结构: 在桥式整流电路与负载间串入一电感L 就构成了电感滤波电路。 L
u1
u2
RL
uo
电感滤波电路
L
u1
u2
RL
uo
一、滤波原理
对直流分量: XL=0 相当于短路,电压大部分降在RL上。 对谐波分量: f 越高，XL 越大,电压大部分降在XL上。 因此，在输出端得到比较平滑的直流电压。 当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压 约为： U =0.9U
(1) 输出电压 Uo与放电时间常数 RLC 有关。 电容器放电愈慢 Uo(平均值)愈大 T 一般取τ d RL C (3 5) (T:电源电压的周期) 2 近似估算:Uo=1.2U2。 (2) 流过二极管瞬时电流很大。 RLC 越大 Uo越高 负载电流的平均值越大 ; 整流管导电时间越短 iD的峰值电流越大 故一般选管时，取 I DF RLC 愈大
RL
uo
忽略二极管正 向压降： u o =u 2 u2<0时，二极 管截止,输出电 流为0。
T u1
a u2
D iL=0
RL
uo
uo=0
b
T u1
a u2
D iL RL uo
(1) 输出电压波形： uo
t
b
(2) 二极管上的平均电 流： ID = IL
(3) 二极管上承受的最高电压：U RM (4) 输出电压平均值（Uo）：
滤波电路
交流 电压
整流
脉动 直流电压
滤波
直流 电压
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。 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。
1 电容滤波电路
一、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 D4
u1
u1
u2
D3 b
D1
S C
+ –
uo RL
D2
桥式整流电容滤波电路
a
u1
u1
u2
D4
D3 b
D1
S C
+ –Fra Baidu bibliotek
uo RL
D2
1. RL未接入时(忽略整流电路内阻) u2
设t1时刻接 通电源 整流电路为 电容充电
t1
uo 充电结束
没有电容 t 时的输出 波形
D1
S C
+ –
uo RL
D2 u2
t
uo
整流电路的 输出电流iD
t
a
u1
u1
u2
D4
D3 D1
S
C
D2
+ –
uo RL
b
3. RL接入（且RLC较大）时 (考虑整流电路内阻) u2 电容充电时，电容 电压滞后于u2。
RLC越小，输出电 uo 压越低。
t
整流电路的 输出电流
t
二、电容滤波电路的特点
IL 1 Uo (2~ 3) (2~ 3) 2 2 RL
(3) 输出特性(外特性) uo
1.4U2
电容滤波 纯电阻负载
0.9U2
0
IL
输出波形随负载电阻 RL 或 C 的变化而改变, Uo 和 S 也随之改变。 如: RL 愈小( IL 越大), Uo下降多, S 增大。
结论：电容滤波电路适用于输出电压较高，负载电流
较小且负载变动不大的场合。
3 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。
单相整流电路
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，有单相半波、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，即 二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。
1 单相半波整流电路的工作原理
T u1
a
u2 b
D
iL
u2 >0 时，二极管 导通。
(4) uo平均值Uo： Uo=0.9U2
3 单相桥式整流电路的工作原理
T u1
+
u2 D4 D1 D3 D2
u2正半周时 电流通路
RL uo
桥式整流电路
T
u1 u2 D4 D1 D3 D2
u2负半周时 电流通路
RL
u0
+
桥式整流电路
桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形
A
D u2 B
u2
4
D3
直流稳压电源的组成和功能
u1 u2 整 流 u3 电 路
滤 波 u4 电 路
稳 压 电 路
uo
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。