直流稳压电源及其制作

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1、第16章直流稳压电源及其制作16.1直流稳压电源的组成16.2桥式整流电路16.3滤波电路16.4稳压电路16.5直流稳压电源设计16.6其他直流稳压电源电路16.1直流稳压电源的组成直流稳压电源是将交流电变换成功率较小的直流电的电路，一般由降压、整流、滤波和稳压等几部分组成（见图16-1）。整流电路用来将交流电压变换为单向脉动的直流电压；滤波电路用来滤除整流后单向脉动电压中的交流成分，使之成为平滑的直流电压；稳压电路的作用是输入交流电源电压波动、负载和温度变化时，维持输出直流电压的稳定。返回16.2桥式整流电路图16-2为桥式整流电路，图中V1、

2、V2、V3、V4四只整流二极管接成电桥形式，故称为桥式整流。1．工作原理和输出波形设变压器二次电压，波形如电压、电流波形图(a)所示。在u2的正半周，即a点为正，b点为负时，V1、V3承受正向电压而导通，此时有电流流过RL，电流路径为a→V1→RL→V3→b，此时V2、V4因反偏而截止，负载RL上得到一个半波电压，如电压、电流波形图(b)中的0～π段所示。若略去二极管的正向压降，则uO≈u2。下一页返回16.2桥式整流电路电压、电流波形在u2的负半周，即a点为负b点为正时，V1、V3因反偏而截止，V2、V4正偏而导通，此时有电流流过RL，电流路径为

3、b→V2→RL→V4→a。这时RL上得到一个与0～π段相同的半波电压如电压、电流波形图(b)中的π～2π段所示，若略去二极管的正向压降，uＯ≈-u2。由此可见，在交流电压u2的整个周期始终有同方向的电流流过负载电阻RL，故RL上得到单方向全波脉动的直流电压。上一页下一页返回16.2桥式整流电路可见，桥式整流电路输出电压为半波整流电路输出电压的两倍，所以桥式整流电路输出电压平均值为uＯ=2×0.45U2=0.9U2。桥式整流电路中，由于每两只二极管只导通半个周期，故流过每只二极管的平均电流仅为负载电流的一半，在u2的正半周，V1、V3导通时，可将它们

4、看成短路，这样V2、V4就并联在u2上，其承受的反向峰值电压为。同理，V2、V4导通时，V1、V3截止，其承受的反向峰值电压也为。二极管承受电压的波形如电压、电流波形图(d)所示。上一页下一页返回16.2桥式整流电路由上图可见，在交流电压u2的整个周期始终有同方向的电流流过负载电阻RL，故RL上得到单方向全波脉动的直流电压。可见，桥式整流电路输出电压为半波整流电路输出电压的两倍。桥式整流电路与半波整流电路相比较，其输出电压UO提高，脉动成分减小了。上一页下一页返回16.2桥式整流电路2．参数估算输出电压的平均值流过二极管的平均电流二极管承受的反向峰

5、值电压上一页返回16.3滤波电路整流电路将交流电变为脉动直流电，但其中含有大量的交流成分（称为纹波电压）。应在整流电路的后面加接滤波电路，滤去交流成分。1．电容滤波（1）电路和工作原理设电容两端初始电压为零，并假定t=0时接通电路，u2为正半周，当u2由零上升时，V1、V3导通，C被充电，同时电流经V1、V3向负载电阻供电。忽略二极管正向压降和变压器内阻，电容充电时间常数近似为零，因此uo=uc≈u2，在u2达到最大值时，uc也达到最大值，然后u2下降，此时，uc>u2，V1、V3截止，电容C向负载电阻RL放电，由于放电时间常数τ=RLC一般较大，

6、电容电压uc按指数规律缓慢下降，当下降到

7、u2

8、>uc时，V2、V4导通，电容C再次被充电，输出电压增大，以后重复上述充放电过程。其输出电压波形近似为一锯齿波直流电压。下一页返回16.3滤波电路（2）波形及输出电压空载时即负载电阻为无穷大：；带负载时：通常取，RC越大U0越大，为了获得良好的滤波效果。2．其他形式滤波电路（1）电感滤波电路电路如图16-5所示，电感L起着阻止负载电流变化使之趋于平直的作用。直流分量被电感L短路，交流分 量主要降在L上 ，电感越大，滤波效果越好。一般电感滤波电路只使用于低电压、大电流的场合。上一页下一页返回16.3滤波

9、电路（2）π型滤波为了进一步减小负载电压中的纹波可采用π型LC滤波电路(见图16-6)。由于C1、C2对交流容抗小，而电感对交流阻抗很大，因此，负载RL上的纹波电压很小。上一页返回16.4稳压电路16.4.1并联稳压电路调整管并与负载并联的稳压电路，称为并联型晶体管稳压电路。硅稳压二极管稳压电路的电路图如图16-7所示。它是利用稳压二极管的反向击穿特性稳压的，由于反向特性陡直，较大的电流变化，只会引起较小的电压变化。1．当输入电压变化时如何稳压根据电路图16-7可知：输入电压VI的增加，必然引起VO的增加，即VZ增加，从而使IZ增加，IR增加，使V

10、R增加，从而使输出电压VO减小。这一稳压过程可概括如：VI↑→VO↑→VZ↑→IZ↑→IR↑→VR↑→VO↓下一页返回16