电路与模拟电子技术原理 教学课件 作者 胡世昌 第11章1线性电源.ppt

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1、电路与模拟电子技术原理第十一章直流稳压电源08:47:441第11章直流稳压电源11.1整流-滤波电源11.2线性稳压电源11.3开关稳压电源11.4电容变压电路11.5无变压器直流变压电路的设计思路分析08:47:44211.1整流-滤波电源11.1.1整流：交流电变单向电11.1.2滤波：脉动电变直流电11.1.3整流-滤波电源的组成08:47:443直流稳压电源的功能直流稳压电源的作用是把交流电网电压变为稳定的直流电压。需要怎样的电路，才能把交流电变为直流电？08:47:44411.1.1整流：交流电变单向电把交流电变为直流电的思路很简单：让图11-1中的负载RL与

2、具有单向导电特性的器件相串联，则RL上就只能得到一个方向的电流，这样的电路称为整流电路。凡是具有单向导电性的器件，均可用作整流器件，例如二极管08:47:4451．二极管半波整流输入正弦电压ui时，输出端只能得到输入电压的正半周。输出端只得到输入波形的一半08:47:4462．二极管全波整流（桥式）四个二极管被接成桥式电路，它可以把电源的正负半周都输出到负载上面，这就把电源利用率提高了一倍08:47:447桥式整流电路桥式整流电路中的负载电流轮流使用两对二极管中的一对。在输入交流电的一个周期中，负载电阻都能够获得电流，而每对二极管的导通时间却仅为半个周期，所以桥式整流电路中

3、流过负载的电流为流过二极管电流的2倍。08:47:448桥式整流电路的其他画法08:47:4493．脉动直流电方向虽然不变，幅度却仍然做周期性的变化不论是半波整流还是全波整流电路，所输出的都是单向脉动电。08:47:441011.1.2滤波：脉动电变直流电要减小整流输出的波动，可以从两个角度考虑，一是抑制电压的波动，自然也就抑制了电流的波动；二是抑制电流的波动，自然也就抑制了电压的波动。电容元件与负载电阻并联，就可以抑制负载电压的波动。电感元件与负载电阻串联，就可以抑制负载电流的波动。08:47:44115．自激振荡：正弦波振荡器的实质整流输出单向电中的脉动成分也叫纹波（R

4、ipple），实际上就是在直流成分中所夹杂的交流成分。纹波越大，说明整流输出中的交流成分越多。要想让整流输出平滑起来，就必须过滤掉整流输出中的交流成分，所以上述实现整流输出波形平滑的电路也称为滤波电路。08:47:441210.1.2正弦波振荡器的组成在整流电路输出端并联电容器，即构成电容滤波电路；在整流电路输出端串联电感器，即构成电感滤波电路08:47:44131．滤波原理以电容滤波为例放电时间常数RLC的值越大，电容C放电越慢，负载RL上所得到的输出电压越平滑，电容滤波的效果越好。08:47:44142．复合滤波电路同时利用电容器抑制电压波动，和电感器抑制电流波动08:

5、47:4415RC滤波电路由于电感体积较大，常用电阻代替电容滤波电路用得最为广泛。08:47:441611.1.3整流-滤波电源的组成整流输出的单向脉动电，经过滤波电路过滤之后，已经变得很平滑了，只要滤波电路的放电时间常数足够大，输出电压中的纹波电压就可以做到足够小，输出波形已经足够平滑，基本可以认为是直流电了。08:47:4417全波整流、电容滤波电路的输出全波整流、电容滤波电路正常工作时，滤波电路的输出电压在0.9Ui～1.4Ui之间。空载（负载开路，即RL＝∞）时最大重载（RLC＝0）时最小08:47:4418全波整流、电容滤波电路的参数滤波电路的放电时间常数不能太小

6、，通常取其中T为电网周期，并用下式来估算输出电压的平均值08:47:4419添加降压变压器如果把整流电路直接接到220V、50Hz的单相交流电上，在滤波电路的输出端将获得264V的直流电压，这个电压显然太高了，必须把它降下来。08:47:4420整流-滤波电源的组成框图根据Uo计算U2，再根据U1和U2的比值确定变压器的匝数比。08:47:4421整流-滤波电源不稳定整流-滤波电源结构简单，它所输出的直流电压已经可以作为诸如直流电机等设备的电源了。但是，它依然不稳定，所谓稳定，指的是当使用环境发生变化时，设备的性能不变。08:47:4422整流-滤波电源不稳定（续）直流稳压

7、电源的使用环境，主要指的是作为输入的电网电压，和作为输出的负载。整流-滤波电源对电网电压的波动完全没有抵抗能力，其输出电压随着电网电压的波动而波动；同样，当负载变化时，滤波电路的放电时间常数随之改变，这必然导致滤波电路的输出电压随负载大小的改变而改变。08:47:4423整流-滤波电源不稳定（续）整流-滤波电源无法获得稳定的直流电压，其输出电压随电网电压和负载的变化而改变。对于很多半导体器件来说，这样的电源无法保证其正常使用，所以必须寻找能够稳定输出电压的方案，使其不受电网电压和负载改变的影响。08:47:4424