电子技术基础教学课件作者刘辉第四章.ppt

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1、第四章直流稳压电源第一节二极管整流电路第二节电容滤波电路第三节稳压电路第一节二极管整流电路一、直流稳压电源的组成图4-1为直流稳压电源的基本组成框图。它由变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成。(1)变压器将市电网提供的较高电压的工频正弦交流电转换为符合用电设备需要的较低电压的交流电。(2)整流电路利用具有单向导电特性的半导体器件，将变压器次级输出的正弦交流电转换为单向的包含交流和直流成分的脉动直流电。(3)滤波电路利用电容或电感等电抗元件的储能特性，起到滤除大部分交流成分、输出较平滑直流电的作用

2、。下-页返回第一节二极管整流电路(4)稳压电路稳压电路是直流稳压电源中最重要的组成部分，它可由稳压管或其他能够稳定输出电压的电路构成，在输入电源电压不稳定或负载变化时起到稳定输出电压的作用。一、二极管整流电路将交流电变为直流电的过程，称为整流。常用的整流元件有晶体二极管、晶体闸流管、真空管和硒堆等。1．单相桥式整流电路(1)电路结构与工作原理单相桥式整流电路的电源变压器，其副边不需中心抽头，整流元件由四个二极管构成桥式连接。上-页下-页返回第一节二极管整流电路在整个周期内，四个二极管分为两组，VD1、VD

3、3为一组，VD2、VD4为一组，轮流导通、截止，负载上得到单一方向的全波脉动电压和电流，其波形如图4-3所示。这种电路因整流元件接成桥形，故称桥式整流电路。(2)电路计算由波形图4-3可见，负载上电压、电流和二极管中的电流，二极管所承受的最大反向电压，即上-页下-页返回第一节二极管整流电路可见，在相同直流输出电压的情况下，桥式电路中，元件所承受的最大反向电压仅为半波整流电路的一半。(1)电路结构与工作原理单相半波整流电路如图4-4所示。图中工为电源变压器，它的作用是把交流电源的电压u1变为适当数值的电压u

4、2，VD为晶体二极管，RL为负载。尽管u2是交变的，但因二极管的单向导电作用，使得负载上的电流i和电压u都是单一方向。这种电路，只有在u2的半个周期内负载上才有电流，故称为半波整流电路。(2)电路计算由于负载电压半波脉动，故在整个周期内，负载电压的平均值为上-页下-页返回第一节二极管整流电路流经负载的电流平均值为由于二极管与负载串联，所以流经二极管的电流平均值为二极管所承受的最大反向电压就是u2的最大值，即在设计和选管时，应选择最大整流电流和最高反向工作电压分别大于计算出的I和Uvm的二极管。上-页下-页

5、返回第一节二极管整流电路这种电路结构简单，使用方便。但由于电路只有一半时间有输出，所以直流输出电压低，脉动大，整流效率低，故仅适用于对直流输出电压平滑程度要求不高的小功率整流。上-页返回第二节电容滤波电路通过整流得到的直流电，虽然是单一方向，但脉动很大。这种直流电只能用在电镀、电解等场合，因为这类负载对电源电压的平滑程度要求不高。若在整流电路的后面加上滤波电路，通过滤波作用后，其输出电压就会平滑得多。下面介绍电容滤波电路的滤波电路。图4-6是接有电容滤波器的单相半波整流电路，其中与负载并联的电容器就是一个

6、最简单的滤波器。电容滤波器是根据电容器的充放电作用，即二极管导电时电容器C充电，二极管不导电时电容器C对负载电阻RL放电，从而使负载电流趋于平滑。下-页返回第二节电容滤波电路在u2的正半周开始时，输入电压上升，二极管VD导通，电源经二极管向负载供电的同时向电容C充电，如图4-6中实线箭头所示。接有电容滤波器的桥式整流电路，滤波的原理和半波整流时一样，只是在电源的一个周期内，电容器充电两次，放电两次，放电时间缩短了，输出更加平稳。当电容C一定时，负载越大，放电越快，使电压起伏越大，其平均值越小。当负载一定时

7、，电容C越大，放电越慢，滤波效果越好。为了得到比较平直的输出电压，一般要求上-页下-页返回第二节电容滤波电路在已知电阻RL的情况下，便可估算出电容C。一般情况下，通常为几百到几千微法，输出的直流电压为由于滤波电容较大，因此需要采用电解电容器。使用电解电容器时要注意它的正、负极性，不能接错，否则，电容器会被击穿。在电容滤波的整流电路中，二极管的导通时间短，且在此期间，电源通过二极管为负载提供电流的同时还要对电容器充电，因此通过二极管的电流峰值必然很大产生电流冲击。上-页下-页返回第二节电容滤波电路尤其在交流

8、电源刚接通的瞬间，由于电容C初次充电，可能出现瞬间大电流，形成一个电流浪涌，因此，选用二极管时应留有适当余量。由于电容滤波外特性差，且有电流冲击，因此只适用于负载较小且基本不变的场合。上-页返回第三节稳压电路一、稳压二极管稳压电路1．并联型稳压二极管稳压电路图4-15为常见的采用桥式整流、电容滤波和稳压二极管稳压的直流稳压电路。前面已经提到，输入电压不稳定时，只要稳压管工作在反向击穿状态，利用其反向击穿时电压变化极小的特性，就