电子线路基础ppt课件.ppt

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1、第8章直流稳压电源8.1直流稳压电源的组成8.2整流电路和滤波电路8.3串联型稳压电源8.4开关型稳压电路图8-1直流稳压电源的组成框图8.1直流稳压电源的组成整流电路(rectifier)：是将交流电变换成单方向的直流电。整流电路种类：（1）按整流元件的类型：二极管整流和可控硅整流；（2）按交流电源的相数：单相和多相整流；（3）按流过负载的电流波形：半波和全波整流；（4）按输出电压相对于电源变压器次级电压的倍数：一倍压、二倍压及多倍压整流等。8.2整流电路和滤波电路8.2.1单相半波整流电路1.工作原理单相半波整流（halfwaverectifier）电路是最简单的整流电路，电路组成如图

2、8-2所示。设二极管VD为理想二极管，RL为纯电阻负载。交流电网电压经电源变压器降压后，变为整流电路需要的交流电压U2为其有效值。在u2正半周，a端电位高于b端电位，故VD导通。电流流经的路径为a端→VD→RL→b端，若忽略变压器次级内阻，则RL端电压即电路的输出电压为：在u2负半周，b端电位高于a端电位，故VD截止，且：u2及uo波形如图8-3所示。由图可见，正弦交流电压u2经半波整流后变为单一方向的直流电压uo。图8-2单相半波整流电路图8-3半波整流电路波形图2.主要参数（1）输出电压平均值Uo。将图8-3所示的输出电压uo用傅里叶级数展开得其中的直流分量即为输出电压平均值Uo，即(

3、8-1)(8-2)Uo越高，表明整流电路性能越好。（2）输出电流平均值Io(8-3)（3）输出电压脉动系数S。除直流分量外，uo还有不同频率的谐波分量。如第二项为基波，第三项为二次谐波，它们反映了uo的起伏或者说脉动程度。其中基波峰值与输出电压平均值之比定义为输出电压的脉动系数S（ripplefactor），则半波整流电路的脉动系数为:(8-4)S越小，表明输出电压的脉动越小，整流电路性能越好。单相半波整流电路结构简单，只需一只整流二极管，但输出电压脉动大，平均值低。将其改进之后可得到单相全波整流电路。8.2.2单相全波整流电路图8-4单相全波整流电路图8-5全波整流电路波形图将uo用傅里

4、叶级数展开得(8-5)故全波整流电路的输出电压平均值为(8-6)输出电流平均值为(8-7)输出电压脉动系数为(8-8)8.2.3单相桥式整流电路（bridgerectifiercircuit）1.工作原理与单相全波整流电路相比，变压器次级无中心抽头，但二极管数目增加，由四个二极管VD1～VD4构成整流桥。VD1～VD4均为理想二极管，仍设。u2正半周，a端电位高于b端电位，故VD1、VD3导通，VD2、VD4截止，电流流经路径为a端→VD1→RL→VD3→b端（如图中实心箭头所指）；u2负半周，b端电位高于a端电位，VD2、VD4导通，VD1、VD3截止，电流路径为b端→VD2→RL

5、→VD4→a端（流经负载RL时，方向如图中空心箭头所指）。即两对交替导通的二极管引导正、负半周电流在整个周期内以同一方向流过负载，u2及uo波形如图8-7所示。图8-6单相桥式整流电路图8-7桥式整流电路波形图2.二极管的选择桥式整流电路对整流二极管的参数要求主要有两项：（1）最大整流电流IF。图8-6中流过每个二极管的电流平均值(8-9)再考虑到电网电压可能有±10%的波动，故应保证(8-10)（2）最大反向工作电压UR。图8-6中每个二极管截止时承受的最大反向电压为考虑到电网电压可能有±10%的波动，故应保证为方便对照，现将单相半波整流、全波整流和桥式整流的主要参数示于表8.1。由表

6、可知，桥式整流电路的性能最佳。目前市场上有不同性能指标的整流桥堆产品，实际使用时只需将电源变压器与整流桥堆相连即可，非常方便。表8.1三种整流电路主要参数对比8.2.4滤波电路整流电路的输出虽为单一方向的直流电，但因其含有较大的谐波成分，故波形起伏明显，脉动系数大，不能适应大多数电子设备的需要。一般整流电路之后，还需接入滤波电路（filters）以滤除谐波成分，使脉动的直流电变为比较平滑的直流电。1.电容滤波在桥式整流电路的基础上，输出端并联一个电容C就构成了电容滤波电路（capacitancefilter），如图8-8(a)所示。图8-8单相桥式整流电容滤波电路及工作波形(a)电路；(

7、b)理想情况下uo波形；(c)二极管电流波形可见，电容滤波是通过电容的储能作用（充放电过程）:(1)在u2升高时，把部分能量储存起来（充电），(2)在u2降低时，又把储存的能量释放出来（放电），从而在负载RL上得到一个比较平滑的、近似锯齿形的输出电压uo，使其脉动程度大为降低，并且平均值提高。设整流电路内阻（即变压器次级内阻与二极管导通电阻之和）为R′，则电容C的充电时间常数:放电时间常数：通常RL>>R′，