[工学]哈尔滨工程大学模拟电子技术基础第九章

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1、第九章直流稳压电源在各种电子设备中，直流稳压电源是必不可少的组成部分，它是电子设备唯一能量来源，稳压电源的主要任务是将50Hz的电网电压转换成稳定的直流电压和电流，从而满足负载的需要。本章解决的问题有两个：一是如何把交流电变成直流电；二是如何使直流电压实现稳定。图9-1直流稳压电源原理方框图1直流稳压电源一般由整流、滤波、稳压等环节组成。变压器：将交流电源(220V或380V)变换为符合整流电路所需要的交流电压。整流电路：利用具有单方向导电性能的整流器件，将交流电压整流成单方向脉动的直流电压。滤波电路

2、：滤去单向脉动直流电压中的交流成分，保留直流分量，尽可能供给负载平滑的直流电压。稳压电路：是一种自动调节电路，在交流电源电压波动或负载变化时，通过此电路使直流输出电压稳定。2第一节整流电路一、作用：整流电路的任务是利用二极管的单向导电性把正、负交变的电压变成单方向脉动的直流电压。二、技术指标：整流电路的主要技术指标为：(1)输出直流电压平均值定义为整流输出电压在一个周期内的平均值，即3(2)输出电压脉动系数定义为整流输出电压傅氏级数展开式中的最低次谐波与平均值之比，即(3)整流二极管正向平均电流在一个

3、周期内通过二极管的平均电流。由二极管允许温升决定，可由器件手册中查到。(4)最大反向峰值电压整流二极管不导通时，在它两端承受的最大反向电压。4三、半波整流电路图9-2单相半波整流电路(a)电路图；(b)波形图5(一)工作原理把整流二极管看成理想元件，正向电阻为零，反向电阻无穷大。正半周时二极管导通，。负半周时二极管截止，(二)半波整流参数1.整流输出电压平均值(9-1)式中为变压器次级电压有效值。62.整流输出电压的脉动系数整流输出为周期信号，将其展开为傅氏级数，得可知所以73.整流输出的平均电流而

4、二极管平均电流。4.整流管承受的最大反向电压特点：半波整流电路结构简单，但输出波形脉动系数大，直流成分低，变压器电流含直流成分，易饱和，变压器利用率低8四、全波整流电路图9-3全波整流电路图9-4全波整流电路波形图9(一)工作原理变压器的两个副边电压相等，同名端如图所示；二极管看成理想元件。正半周时，V1导通，V2截止，上“+”，下“-”，负半周时，V1截止，V2导通，上“+”，下“-”，负载上是单向脉动电压，其波形如图所示。所以全波整流电路输出电压可用如下公式表示(二)全波整流电路参数1.整流输出电

5、压平均值故全波输出的大小是半波的两倍。102.脉动系数将进行傅氏级数展开得故所以3.整流输出的平均电流(9-7)而二极管平均电流应为114.整流管承受的最大反压(9-8)特点：全波整流电路输出电压直流成分提高，脉动系数减小，但变压器每个线圈只有半个周期有电流，利用率不高。五、桥式整流电路线圈匝数与半波电路相同，只是二极管增加为4只，工作原理与全波电路相同。桥式整流电路的参数与全波整流电路部分相同，即而二极管截止时所承受的最大反向电压从图9-5(a)所示电路中直接推出为(9-9)12图9-5桥式整流电路

6、(a)实际电路；(b)简化画法电路13第二节滤波电路整流电路的输出电压仍含有较大的脉动成分，为此还需要进行滤波，减小输出电压的脉动，使最后的输出电压平滑接近直流，才能用做电子线路的电源，通常采用电容、电感等储能元件完成滤波。一、半波整流电容滤波电路滤波电容C与负载RL并联连接。图9-6半波整流电容滤波(a)电路；(b)波形14二、桥式整流电容滤波电路C为大容量电解电容与负载并联。(一)工作原理1.空载状态空载时，负载开路，设初始值，当接通电源后，通过整流桥给电容充电，，因无放电通路故，且保持不变，无脉

7、动。若电源不是在时刻接通，则瞬间冲击尖峰电流很大，对二极管不利。图9-7桥式整流电容滤波电路(a)电路图；(b)波形图152.带电阻负载状态图9-8桥式整流电容滤波电路的波形图(a)忽略电阻时波形；(b)考虑电阻时波形；(c)的近视波形16放电按指数规律下降，时间常数。接上负载后，给电容充电同时，也给负载提供电流，而电容充电最大到峰值后，按正弦规律下降，放电按指数规律下降，指数下降初始速度高于正弦下降速度，二极管仍然导通，电压仍按正弦规律下降。随后指数下降速度低于正弦下降速度，当在后，，二极管截止，反

8、由电容给负载供电，即电容放电。电容充电时很快(忽略二极管内阻)，而放电时很慢()，当放电电压下降到时，,二极管导通，又给电容充电。这样，充放电周期循环，输出电压波形如图9-7(b)所示，输出波形纹波大大减小，接近直流状态。由图9-7(b)看出，二极管导通时间(导通角)短(小)，而二极管开启瞬间电流大，滤波电容越大，冲击电流越大。由图9-8(b)看出，滤波电容越大，输出电压，纹波越小，越平滑。17(二)电容滤波电路参数1.输出电压平均值Uo(AV)用图9-