第十章 直流电源1

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1、返回＞＞第十章直流电源电子设备一般都需要直流电源供电。获得直流电源的方法很多，如干电池、蓄电池、直流电机等。但比较经济实用的办法是，把交流电源变换成直流电源。这就是我们要讨论的问题。一般直流电源的组成如下：交流电网→变压器→整流电路→滤波器电路→稳压电路→负载§1单相整流电路一、单相半波整流1．电路工作原理正半周：负半周：2．直流电压Uo和直流电流Io计算直流电压Uo是输出电压瞬时值uo在一个周期的平均值3．脉动系数S定义：输出电压基波的最大值Uo1m与输出直流电压值Uo之比其中Uo1m可通过半波输出电压uo的富氏级数求得可见，半波整流电路的脉动系数为157%，所以

2、半波整流的脉动成份很大。4．选管原则根据二极管的电流ID和二极管所承受的最大反向峰值电压URM进行选择，即：5．半波整流的优缺点优点：结构简单，使用元件少缺点：只利用了电源的半个周期，所电源利用率低，输出的直流成份比较低；输出波形的脉动大；变压器电流含有直流成份，容易饱合。半波整流只用在要求不高，输出电流较小的场合。二、单相全波整流1．电路工作原理为提高电源利用率，可将两个半波整流电路合起来组成一个全波整流电路，采用带中心抽头的变压器实现。2．直流电压Uo和直流电流Io计算3．脉动系数S全波整流输出电压的基波频率为，求得基波最大值为：故脉动系数为：全波整流电路的脉动

3、系数下降到67%。4．选管原则根据二极管的电流ID和二极管所承受的最大反向峰值电压URM进行选择，即：5．全波整流的优缺点优点：电源利用率高，输出电压提高了一倍；每个管子仅提供输出电流的一半。缺点：要求管子耐压要高；带中心抽头的变压器工艺复杂，成本高。三、单相桥式整流1．电路工作原理不用带中心抽头的变压器实现全波整流，用4个二极管接成桥式整流电路。下面我们可见，除管子所受的电大反向电压不同，其它参数均与全波整流相同。2．直流电压Uo和直流电流Io计算3．脉动系数S4．选管原则根据二极管的电流ID和二极管所承受的最大反向峰值电压URM进行选择，即：5．桥式整流的优缺点

4、有全波整流的所有优点，又克服了它的缺点。现在通用。缺点是多用了2个二极管。§2滤波电路无论那种整流电路，它们的输出都含有较大的脉动成分，这远不能满足我们的要求。因此需要采取措施，尽量降低输出电压中的脉动成分。同时还要尽量地保留其中的直流成分，使输出电压更加平滑，接近于直流电压。滤波电路即能完成此工作。电容和电感是基本滤波元件。主要是利用电容器两端电压不能突变和通过电感的电流不能突变的特点，将电容与负载并联或将电感与负载串联，即可达到输出波形平滑的目的。一、电容滤波电路1．空载时情况空载时，RL→∞，设电容器两端的初始电压为0。接入交流电源后，2．带电阻负载时的情况⑴

5、电容滤波后，输出直流电压提高了，同时输出电压的脉动成分也降低了，而且输出直流电压与放电时间常数有关RLC→∞，Uo=1.4U2，S=0。⑵电容滤波的输出电压Uo随输出电流Io而变化。范围内变化。电容滤波电路的输出电压随输出电流的增大而下降很快，所以电容滤波适用于负载电流变化不大的场合。⑶§3倍压整流一、二倍压整流电路二、多倍压整流电路高电压、小电流的电源也可通过振荡器产生一个高频电压，然后通过一个提升变压器将电压提高到所需电压值，再对此电压进行整流，因为高频时，变压器铁芯小，可使整个设备简单，体积也较小。§4稳压电路交流经过整流滤波可得平滑的直流电压，但当输入电网电

6、压波动和负载变化时，输出电压也随之而变。因此需要一种稳压电路，使输出电压在电网波动，负载变化时基本稳定在某一数值。一、稳压电路的主要指标1．稳压系数Sr稳压系数是在负载固定不变的前提下，输出电压的相对变化量与稳压电路输入电压的相对变化量之比即该指标反映了电网波动对输出电压的影响。2．稳压电路的输出电阻输出电阻可以衡量稳压电路受负载电阻的影响程度，即除了上述两个指标外有时还用其它指标：电压调整率：当电网电压变化10%时，输出电压的相对变化量电流调整率：指当输出电流Io从0变到最大时，输出电压的相对变化量。最大波纹电压：指在输出端存在的50Hz或100Hz交流分量，通常

7、以有效值或峰—峰值表示温度系数：指电网电压和负载都不变时，由于温度变化而引起的输出电压漂移等。二、硅稳压管稳压电路1．稳压原理⑴输入电压不变，负载变化⑵负载不变，输入电压变化稳压稳压是利用稳压管调节自身的电流的大小来满足负载电流的变化，它和限流电阻配合，可以将电流的变化转换成电压的变化以适应电网电压和负载的波动。2．指标计算⑴稳压系数⑵输出电阻⑶限流电阻R的选择限流电阻R的主要作用是当电网电压波动或负载电阻变化时，使稳压管的工作状态始终在稳压工作范围，即。当电网电压变化时，整流滤波电路输出电压UI变化范围为负载电流最大时的值为，最小时值为。①当电网电压最高，且负