模拟电子技术 教学课件 作者 邱丽芳 主编第8章 稳压电源.ppt

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1、模拟电子技术Analogelectronictechnology图8.1直流稳压电源的组成原理框图变压器：将正弦工频交流电源电压变换为符合用电设备所需要的正弦工频交流电压。整流电路：利用具有单向导电性能的整流元件，将正负交替变化的正弦交流电压变换成单方向的脉动直流电压。滤波电路：尽可能地将单向脉动直流电压中的脉动部分（交流分量）减小，使输出电压成为比较平滑的直流电压。稳压电路：使输出直流电压在电源发生波动或负载变化时保持稳定的措施。第8章稳压电源8.1.1单相半波整流电路(a)半波整流电路(b)电压波形图图8.2单相半波整流电路及波形8.1单相整流器（8.1）流过每个二极管的电流平均值I

2、D为二极管承受的反向峰值电压URM为：（8.2）（8.3）半波整流电路的结构简单，使用元件少，但整流效率低，输出电压脉动大，因此，它只适用于要求不高的场合。8.1单相整流器图8.3单相全波整流电路图8.4单相全波整流波形图8.1单相整流器8.1.2单相全波整流电路单相全波整流电路如图8.3所示，波形如图8.4所示，输出电压的平均值UO为（8.4）流过每个二极管的电流平均值为负载平均电流的一半，即（8.5）8.1单相整流器（8.6）8.1.3单相桥式整流及桥堆1.桥式整流电路的几种画法及电压电流波形图8.5单相桥式整流电路的几种画法8.1单相整流器图8.6单相桥式整流电压电流波形8.1单相

3、整流器（8.8）二极管承受的反向峰值电压URM为：（8.9）2.常用整流组合元件（桥堆）将单相桥式整流电路的四只二极管制作在一起，封成一个器件称为整流桥。常用的整流组合元件有半桥堆（如图8.7所示）和全桥堆（如图8.8所示）。半桥堆的内部是由两个二极管组成，而全桥堆的内部是由四个二极管组成。8.1单相整流器输出电压的平均值UO为：（8.7）流过每个二极管的电流平均值为负载平均电流的一半，即图8.7半桥堆连接方式及电路符号图8.8全桥堆连接方式及电路符号8.1单相整流器8.2无源滤波器图8.9桥式整流电容滤波电路8.2.1电容滤波电路8.2.2电感滤波电路图8.10所示电路是电感滤波电路，

4、它主要适用于负载功率（电流）较大的情况。图8.10电感滤波电路8.2无源滤波器8.2.3其他形式滤波电路1、LC型滤波电路电感滤波电路输出电压平均值UO的大小一般按经验公式计算。UO＝0.9U2（8.11）如果要求输出电流较大，输出电压脉动很小时，可在电感滤波电路之后再加电容C，组成LC滤波电路，如图8.11所示。图8.11LC电感滤波电路8.2无源滤波器2.π型滤波电路图8.12π型滤波电路8.2无源滤波器8.3.1稳压电路主要技术指标1.内阻Ro在输入电压不变时，输出电压的变化量与输出电流的变化量之比称为稳压电路的内阻，用Ro表示，即Ui＝常数（8.12）Ro愈小承受负载电流变化能力

5、愈强，输出电压愈稳定。8.3稳压电路2.稳压系数在负载电阻不变时．输出电压的相对变化量与输入电压相对变化量之比称为稳压系数，用Sr表示，即RL＝常数（8.13）稳压系数愈小，稳压效果愈好。3.温度系数电压温度系数CTV指温度每升高1℃时，稳定电压的相对变化量，即CTV＝×100%8.3稳压电路8.3.2稳压二极管电路1、电路及工作原理图8.13(a)是硅稳压管稳压电路．图8.13(b)是稳压管的伏安特性。(a)电路图(b)伏安特性图8.13硅稳压管稳压电路稳压管工作在反向击穿区，见图8.13(b)。只要流过稳压管的反向电流IZ,在IZmin～IZmax范围内，稳压管两端电压基本稳定在UZ

6、，而且其动态电阻值很小，表达式为（8.14）在图8.13(a)电路中．当因电网电压升高而使UI上升时，输出电压UO应随之升高。但稳压管两端反向电压的微小增量，会引起IZ急剧增加，从而使IR加大，则在R上的压降也增大，因此抵消了UO的升高．使输出电压基本保持不变。当因负载电阻减小而使IO增大时，IR应随之加大．在R上压降应变大，所以以也应下降，但稳压管两端反向电压的略微下降，会引起IZ的急剧减小，从而使IR基本不变。所以它具有稳压的功能。8.3稳压电路2、限流电阻的估算方法稳压二极管能起稳定电压的作用，必须要有合适的限流电阻与之配合。如果限流电阻R的阻值太小，当负载开路时，IR全部注入稳压

7、管，可能超过允许的最大值，损坏稳压管；如果R的阻值太大，在电网电压较低时，供给稳压管的电流小于其临界值，使稳压管失去稳压作用。为此．按上述要求．可以得到R的阻值估算方法。假设稳压管工作电流的允许范围是IZmin~IZmax，由于电网电压的波动，输入电压变化范围是Uimin~Uimax，负载电流的变化范围ILmin~ILmax。当电网电压最高，负载电流最小时，IZ不应超过IZmax，即，所以（8.15）8.3稳压电路当电网电压最低，负