第10章 直流电源讲解ppt课件.ppt

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1、10.1引言电子系统的正常运行离不开稳定的直流电源，多数直流电源是由电网的交流电转换而来，在某些特定场合下也可以采用太阳能电池或化学电池作电源。第10章直流电源直流电源分为线性稳压电源和开关稳压电源两类。线性稳压电源采用线性稳压电路，内部调整管工作在放大状态；开关稳压电源采用开关稳压电路，内部调整管工作在开关状态。线性稳压电源的输出电压稳定，纹波较小，但其输出电流较小，调整管的功耗大，电源效率低；开关稳压电源的输出电流大，电源效率高，但有较大纹波。电子系统的正常运行离不开稳定的直流电源，多数电路的直

2、流电源是由电网的交流电转换来的。小功率直流电源的基本组成以及各处电压波形如图所示。直流电源的组成10.2直流电源的组成工频交流脉动直流纹波减小稳定直流整流电路—由整流二极管构成，利用二极管单向导电性，将方向和大小都变化的工频50Hz交流电变换为单一方向但大小仍有脉动的直流电。电源变压器—将电网交流电压变换成符合需要的交流电压值，经过整流后可获得所需的直流电压。电源变压器一般是降压变压器。滤波电路—一般由储能元件构成，利用电容C两端的电压不能突变和电感L中的电流不能突变的性质，滤除输出信号中的脉动成分

3、，得到比较平滑的直流电。电容滤波主要用在输出小电流滤波电路中；电感滤波主要用在大电流滤波电路中。稳压电路—稳压电路的作用是维持输出电压的稳定，使滤波电路不受电网电压波动、负载电流变化或温度的影响。利用二极管的单向导电性组成整流电路，可将交流电压转换为单向脉动直流电压。为便于分析，本章把整流二极管当作理想二极管。在实际应用中，应考虑二极管正向压降的影响，整流后所得波形的输出幅度会减少0.6~1V。10.3整流电路在小功率直流电源中，常见的整流电路有单相半波、全波、桥式和倍压整流电路。整流电路中既有交流

4、量，又有直流量。输入(交流)用有效值或最大值表示；输出(直流)用平均值表示；流过整流二极管的正向电流用平均值表示；整流二极管承受的反向电压用最大值表示。利用二极管的单向导电作用将变压器二次侧的交流电压变换成为负载RL上的单向脉动电压。由于在交流电压半个周期内有电流流过负载，因而称为单相半波整流电路。单相半波整流电路10.3.1单相半波整流电路1.工作原理在变压器二次侧电压u2的正半周内，二极管正向导通，负载RL上得到半个周期的脉动直流电压和电流；而在u2的负半周内，二极管反向截止，电路输出电流iO基

5、本上等于零。当u2处于正半周时，二极管导通；当u2处于负半周时，二极管截止。单相半波整流电路波形图(1)输出电压平均值UO(AV)2.性能参数整流电路输出电压在一个工频周期内的平均值，其表达式为半波整流电路在负载上得到的是半个正弦波，因此负载上输出电压平均值为(2)输出电压的脉动系数S脉动系数S定义为整流电路输出电压中基波最大值UOM1与输出电压平均值UO(AV)之比，其表达式为反映电路输出波形脉动的情况，S越小，则整流效果越好。对输出电压uO进行傅立叶分析，计算uO的基波峰值UOM1整流二极管截止

6、时，其两端所承受的最大反向电压。半波整流电路中二极管所承受的最大反向电压就是变压器副边电压的最大值(3)整流二极管正向平均电流ID(AV)在一个周期内通过整流二极管的电流平均值。在半波整流电路中，整流二极管串联在输出回路中，因此整流二极管的正向平均电流ID(AV)任何时候都等于流过负载的输出平均电流IL当负载电流平均值已知时，可以根据上式来选定整流二极管的ID(AV)。(4)整流二极最大反向电压URM选管时应选择耐压值URM更高的管子，以免发生反向击穿。单相桥式整流电路10.3.2单相桥式整流电路1

7、.工作原理由于采用四个整流二极管，互相搭接成桥式结构，因而称为单相桥式整流电路。桥式整流电路利用变压器的一个二次侧绕组和四个整流二极管，在交流电源的正、负半周内，整流电路的负载上都有方向不变的脉动直流电流流过，输出uO为全波波形。在交流输入电压u2的正半周内，整流二极管VD1、VD3导通，VD2、VD4截止。电流流向如图所示，在负载上产生“上正下负”的输出脉动电压。(1)输入电压为正半周时uO单相桥式整流电路正半周导电情况在交流输入电压u2的负半周内，整流二极管VD2、VD4导通，VD1、VD3截止

8、。电流流向如图所示，在负载上产生“上正下负”的输出脉动电压。(2)输入电压为负半周时uOiO单相桥式整流电路负半周导电情况负载在正、负半周均有同方向的输出脉动电压。(1)输出电压与电流平均值UO(AV)桥式整流电路在一个工频周期内，负载在正、负半周均有同方向的脉动输出电压。在变压器二次侧电压u2相同的情况下，桥式整流电路输出电压波形的面积是半波整流的两倍，所以其输出电压平均值也是半波整流时的两倍。2.性能参数(2)输出电压脉动系数S桥式整流电路输出为全波波形，其输出电