[工学]模电课件第十章

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1、10直流稳压电源交流电是最方便的能源，可电子电路工作时都需要直流电源提供能量，即半导体设备的工作电源是低压直流。电池因使用费用高，一般只用于低功耗便携式的仪器设备中。于是需要把交流电变成直流电，这就需稳定的直流电源。10.1小功率整流滤波电路10.2串联反馈式稳压电路10直流稳压电源10.0引言引言直流稳压电源的作用：将交流电网电压转换为直流电压，为放大电路提供直流工作电源。组成图10.0.1直流稳压电源结构图和稳压过程稳压电路：对整流后的直流电压采用负反馈技术进一步消除纹波，提高电压的稳定性和带载能力，得到稳定直流电压。滤波电路：将脉动直流中的交流成分

2、滤除，减少交流成分，增加直流成分。组成各部分功能变压器：降压。将交流电网220V的电压变为所需要的电压值。整流电路：将工频交流电转为具有直流电成分的脉动直流电。图10.0.1直流稳压电源结构图和稳压过程10.1小功率整流滤波电路10.1.1单相桥式整流电路10.1.2滤波电路图10.1.1单相桥式整流电路图RL(b)简化画法D1~D4Tr10.1.1单相桥式整流电路abRLD1D2D3D4电网电压(a)单相桥式整流电路Tr1.工作原理：利用二极管的单向导电性当正半周时二极管D1、D3导通，在负载电阻上得到正弦波的正半周。当负半周时二极管D2、D4导通，在

3、负载电阻上得到正弦波的负半周。在负载电阻上正负半周经过合成，得到的是同一个方向的单向脉动电压。10.1.1单相桥式整流电路全波整流电路电路如图所示：+-RLioD3D1D4D2bdac↓+vi-vo+v2-2.负载上的直流电压VL和直流电流IL输出电压是单相脉动电压。通常用它的平均值与直流电压等效。用傅立叶级数把输出波形展开：展开式中的直流分量就是平均值输出平均电压为流过负载的平均电流为2.负载上的直流电压VL和直流电流IL纹波系数:定义：直流输出电压中的相对纹波电压的大小。是纹波电压总有效值与输出电压直流量之比。输出电压是单相脉动电压。通常用它的平均值

4、与直流电压等效。桥式整流电路的纹波系数为：3.整流元件参数的计算(比如v2的正半周，D1,D3通，D2,D4承受的最高反向电压为v2的最大值)流过每个二极管的平均整流电流为每个二极管所承受的最大反向电压每只二极管都只导通半个周期，所以流过每只管子的平均电流是负载电流的一半。滤波的基本概念滤波电路利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同，实现滤波。电容器C对直流开路，对交流阻抗小，所以C应该并联在负载两端。电感器L对直流阻抗小，对交流阻抗大，因此L应与负载串联。经过滤波电路后，既可保留直流分量、又可滤掉一部分交流分量，改变了交直流成分的比例，减小了电路的脉动系数

5、，改善了直流电压的质量。10.1.2滤波电路10.1.2滤波电路（a）电容滤波电路（b）电感电容滤波电路（倒L型）（c）型滤波电路几种滤波电路二、滤波电路常用的滤波电路如图9－14C(a)C(b)(a),(c)适用于小功率电源，利用电容的平波作用滤波；(b)适用于大功率电源，利用电感的平波作用滤波；图10－4C2C1R(c)单相桥式电容滤波整流电路:在负载电阻上并联了一个滤波电容C。10.1.2滤波电路图10.1.4桥式整流、电容滤波电路1、电容滤波电路1.电容滤波电路断开RL：正半周时，D1,D3通，v2向C充电。负半周时，D2,D4通，v2向C充

6、电。充电时间常数很小。vC很快充到，且无放电回路，vC保持不变。图10－5abRLD1D2D3D4Tr(–)(+)(+)(–)+–SCabRLD1D2D3D4Tr(–)(+)(+)(–)+–SC接上RL：a.在t=0时接上RL，此时，vC>v2，D1,D3截止(D2,D4本来就截止)如图10－6+–D3D1+–vC图10－6C经RL放电，放电时间常数为RL。如图10－7的a－b段。b.b点后，v2>vC，D1、D3通，电源一面供给RL电流，一面给C充电，如b－c段。c.c点后，v2

7、－7tO234tRL未接入RL接入后iDiDOD1D3导电D2D4导电D1D3导电D2D4导电C放电C充电vC=vLabcdev2,vC,vL图10－7电容滤波之特点：二极管导通角<，流过管子的瞬时电流很大。VL升高，RLC越大，VL越高，波形越平滑，要求：T为电源交流电压的周期,VL=(1.1~1.2)V2需要指出的是，当放电时间常数RLC增加时，t1点要右移，t2点要左移，二极管关断时间加长，导通角减小，见曲线3；反之，RLC减少时，导通角增加。显然，当ＲL很小，即IL很大时，电容滤波的效果不好，见滤波曲线中的2。反之，当ＲL很大

8、，即IL很小时，尽管C较小,RLC仍很大,电容滤波的效果也很好,见滤波曲线中的3