线性稳压电源教学教材

滤波后，输出电压平均值增大，脉动变小。
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滤波电路——电容滤波电路
工作原理
• 考虑变压器和整流电路的内阻
内阻使 uO u2
C 越大， RL越大， τ放电将越大，曲线越平滑，脉动越小。
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滤波电路——电容滤波电路
二极管的导通角
无滤波电容时θ＝π。 有滤波电容时θ < π， 且二极管平均电流增大， 故其峰值很大！
URmax 2U2
ID(AV )IL(AV )0.4RLU 52
考虑到电网电压波动范围为±10％，二极管的极限 参数应满足：
Leabharlann Baidu
I
F
1.1
0.45U 2 RL
U R 1.1 2U 2
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整流电路——单向桥式整流电路
工作原理
u2
O
uO
u2的正半周 A→D1→RL→D3→B，uO= u2
u2的负半周 B →D2→RL→D4→ A，uO= -u2
直流 U O( 分 A R R V L R L ) 量 U D( ： A R R V L R L ) 0 .9 U 2
交流 u O分 ( AC R 量 L 2) R (LL ： )2u dR L L u d
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滤波电路——复式滤波电路
为获得更好的滤波效果，可采用复式滤波电路。 电感应与负载串联，电容应与负载并联。
电容滤波电路，简单易行，UO（AV）高，C 足 够大时交流分量较小；不适于大电流负载。
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滤波电路——电感滤波电路
适于大电流负载！
RL L
U交O流 (AV分 ) 量
当回路电流减小时，感生电动势的方向阻止电流的减小，从而 增大二极管的导通角。
电感对直流分量的电抗为线圈电阻，对交流分量的感抗为ωL。
稳压电源的组成及主要技术指标
电子设备对电源的 要求
• 体积小，重量轻 • 电源输出不间断 • 效率高 • 造价低 • 电源能工作在特殊的环境中 • 高稳定度
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稳压电源的组成及主要技术指标
直流稳压电源的组成
电源变压器 变压＋隔离
＋
整流器
交流电压变 为单向脉动
＋
电压
滤波器 脉动直流平
波处理
＋
稳压器 调节直流电压
导通角
脉动
CRL放电U O ( AViD)的峰值
θ小到一定程度，难于选择二极管！
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滤波电路——电容滤波电路
电容的选择及UO（AV）的估算
T ULUO 2U2(14RLC)
当 R L C(3～ 5)T 2时U ， O(A 1 V .2 )U 2 。 C的耐压值应1大.1于2U2。
若负载开路 UO（AV）＝？
输出电阻
Ro U IO O UI常 数rz∥ Rrz
稳压电路特点
简单易行，稳压性能好。适用于输出电压固定、输出 电流变化范围较小的场合。
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稳压管稳压电路——稳压管稳压电路的设计
UI的选择
• UI＝（2～3）UZ
稳压管的选择
• UZ＝UO • IZM－IZ > ILmax－ ILmin
限流电阻的选择
二极管 正向电压 40V以上，甚至更高 大（伏安特性曲线不陡）
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稳压管稳压电路——稳压管稳压电路的工作原理
UI UR UO IR IDZ IL
电网电压波动
电 网 U I U O ( U 电 Z ) I D Z 压 I R U R U O 若 Δ U I ≈ Δ U R ， 则 U O 基 本 不 变 。 利 用 R 上 的 电 压 变 化 补 偿 U I 的 波 动 。
• 选择原则：保证稳压管既稳压又不损坏
即
IZIDZ IZM
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稳压管稳压电路——稳压管稳压电路的设计
限流电阻的选择
I
R
U
I
U R
Z
I D Z I R - I L
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稳压管稳压电路——稳压管的伏安特性及主要参数
稳定电压： 稳压管的 伏安特性 击穿电压
符号
可用作稳压器、 电压基准、过压 保护、电平转换
动态电阻 ： rz＝ΔU /ΔI
等效电路
稳定电流：使 稳压管工作在 稳压状态的最
小电流
最大耗散功率 ： PZM= IZM UZ
工作状态 反向击穿电压
动态电阻
稳压管 反向击穿 超过工作电压UZ 小（伏安特性曲线陡）
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O
集成的桥式整流电路称为 整流堆。
整流电路——单向桥式整流电路
UO（AV）和 IL（AV）的估算
U O(A V 1 π)0 π 2U 2sintd(t)
UO(AV )2
2U2 π
0.9U2
IL(AV) UO RL(AV) 0.R9U L 2
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整流电路——单向桥式整流电路
二极管的选择
URmax 2U2
ID
(AV )IL2(A
V)0.45U2 RL
考虑到电网电压波动范围为
±10％，二极管的极限参数应满足：
I
F
1.1
0.45U 2 RL
U R 1.1 2U 2
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滤波电路——电容滤波电路
工作原理
充电
放电速度与正弦 波下降速度相似
按指数规律下降
当u2 uC时，有一对， 二对 极电 管容 充 导 非 电 充 通 常 电小 当u2 uC时，所有二 ， 极 电 管 容 R均 L放 通 截 电 过 放 止 ， 电 RLC。
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整流电路——单向半波整流电路
UO（AV）和 IL（AV）的估算
• 已知变压器副边电压有效值为U2
U O(A V 2 1 π) 0 π 2U 2sin td( t)
UO(AV )
2U2 π
0.45U2
IL(AV )UO RL(AV )0.4RL5U2
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整流电路——单向半波整流电路
二极管的选择
负载变化
RLILIR RL UO(UZ)IDZIR
若 Δ ID Z≈ -Δ I， L则 U R 基 本 不 变 ， U O 也 就 基 本 不 变 。 利 用 ID Z 的 变 化 来 补 偿 IL 的 变 化 17 。
稳压管稳压电路——稳压管稳压电路的主要指标
稳压系数
S r U U O IU U O I R L R r z∥ r z∥ R L R LU U O I r R zU U O I
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稳压电源的组成及主要技术指标
直流稳压电源的主要指标
特性指标
质量指标
极限指标
最大
输出电压 输入-输出 电压调整率 电流调整率
范围
电压差
SV
SI
最大
最大
输入电压 输出电流
最小 输入-输出
电压差
输出负载 电流范围
纹波抑制比温度稳定性
SR
K
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整流电路——单向半波整流电路
工作原理
u2
u2
u2的正半周，D导通， A→D→RL→B，uO= u2 。 u2的负半周，D截止，承受反向电压，为u2； uO=0。