1、電工電子技術(jsh)實踐-直流穩壓電源共二十九頁第7單元(dnyun) 直流穩壓電源7.1 專題1 整流及濾波(lb)電路 7.2 專題2 直流穩壓電路 共二十九頁7.1 專題(zhunt)1 整流及濾波電路整流電路按輸入電源相數按輸出波形單相整流電路三相整流電路半波整流電路全波整流電路 利用具有單向(dn xin)導電性能的整流元件如二極管等，將工頻交流電變換為脈動直流電的電路稱為整流電路。 共二十九頁7.1 專題1 整流及濾波(lb)電路 單相(dn xin)半波整流電路如圖7-2所示。 7.1.1 半波整流電路 圖7-2 單相半波整流電路共二十九頁 當u2為正半周時，a端電壓為正，b端

2、為負，二極管VD承受正向電壓而導通，此時有電流流過負載和電流流過二極管，并且二者相等。設二極管為理想元件，則負載兩端輸出電壓等于變壓器副邊電壓的正半波。 當u2為負半周時，b端電壓為正，a端為負，二極管VD反向截止，負載上無電流通過(tnggu)，輸出電壓，變壓器二次側電壓全部加在二極管VD上。共二十九頁 流過負載電阻RL的電流(dinli)平均值為單相(dn xin)半波整流電壓的平均值為 共二十九頁 流經二極管的電流(dinli)平均值與負載電流(dinli)平均值相等，即 二極管截止時承受的最高反向(fn xin)電壓為u2的最大值，即 URM=U2m= 共二十九頁7.1.2 單相橋式整

3、流(zhngli)電路 如圖7-3所示為單相橋式整流電路。當u2為正半周時，a端電壓為正，b端為負，二極管VD1和VD3承受正向電壓而導通，而二極管VD2和VD4承受反向電壓而截止。此時電流(dinli)沿aVD1RLVD3b的路徑形成回路，負載壓降為上正下負。 共二十九頁圖7-3 單相橋式整流(zhngli)電路單相全波整流(zhngli)電壓的平均值為 共二十九頁 當u2為負半周時，a端電壓為負，b端為正，二極管VD1和VD3承受反向電壓而截止，而二極管VD2和VD4承受正向電壓而導通。此時電流沿bVD2RL VD4a的路徑(ljng)形成回路，負載壓降仍然為上正下負。輸出整流波形如圖7-

4、4所示。 共二十九頁 流過負載電阻RL的電流(dinli)平均值為 圖7-4 單相橋式整流(zhngli)電路波形 流經每個二極管的電流平均值為負載電流的一半，即 每個二極管在截止時承受的最高反向電壓為u2的最大值，即 URM=U2m= 共二十九頁 【例7-1】 試設計一臺輸出電壓為24 V、輸出電流為1 A的直流電源，電路形式可采 用單相(dn xin)半波整流或單相(dn xin)橋式整流，試確定兩種電路形式的變壓器副邊繞組的電壓有效值，并選定相應的整流二極管。共二十九頁整流二極管承受(chngshu)的最高反向電壓為 流過整流二極管的平均(pngjn)電流為 URM= =1.4153.3

5、=75.2 V1 A 解 :（1）當采用單相半波整流電路時，變壓器副邊繞組電壓有效值為共二十九頁 因此可選用 2CZ12B整流二極管，其最大整流電流為3 A，最高反向(fn xin)工作電壓為200 V。 （2）當采用單相橋式整流電路時，變壓器副邊繞組電壓有效值為 整流(zhngli)二極管承受的最高反向電壓為 URM =1.4126.7=37.6 V共二十九頁 流過整流二極管的平均(pngjn)電流為 =0.5 A 因此可選用四只 2CZ11A整流(zhngli)二極管，其最大整流(zhngli)電流為1 A，最高反向工作電壓為100 V。 共二十九頁7.1.3 濾波(lb)電路 如圖7-5

6、（a）所示為電容濾波電路。 當u2為正半周時，二極管VD承受正向電壓而導通，電源u2在向負載RL供電的同時又對電容C充電。如果忽略二極管正向壓降，電容電壓uc隨u2按正弦規律上升至的最大值 。 當u2從峰值開始下降，其值uc小于時，VD受反向電壓而截至，電容C通過負載RL放電。當uc降至小于u2時，二極管又導電(dodin)，電容C再次充電。如此循環下去，負載上能夠得到較平滑的直流電壓，如圖7-5（b）。共二十九頁 如圖10-5（ b）所示。電容C放電的快慢取決于時間常數（=RC）的大小，時間常數越大，電容C放電越慢，輸出電壓Uo就越平坦，平均值也越高。 單相半波整流電容濾波(lb)電路選取原

7、則為：單相橋式整流電容濾波電路選取原則為： 中，T為電網電壓周期。 共二十九頁7.1 專題(zhunt)1 直流穩壓電路 將不穩定的直流電壓變換成穩定直流電壓的電路稱為直流穩壓電路。 如圖7-7所示為一個硅穩壓二極管組成的并聯(bnglin)型穩壓電路。該電路由限流電阻R，硅穩壓二極 管VDz及負載電阻RL組成。硅穩壓二極管正常工作在反向擊穿區，當電流在一定范圍內變化時，其端電壓基本保持不變。其工作原理分兩種情況進行討論：一、并聯型穩壓電路 共二十九頁圖7-5 電容(dinrng)濾波電路及波形一般(ybn)常用如下經驗公式估算電容濾波時的輸出電壓平均值: 半波:Uo=U2; 全波: Uo =

8、1.2U2（有載）。共二十九頁（1）當負載電阻RL不變時，若輸入電壓Ui增加，硅穩壓二極管兩端的電壓UO隨之升高，導致流過穩壓二極管的電流IZ急劇增加，使流過電阻R的電流I增大，電阻R上的壓降UR迅速增大，UO相應降低(jingd)，從而使UO基本保持不變。反之，若輸入電壓Ui減小，流過穩壓二極管的電流IZ相應減小，電阻R上的壓降UR迅速減小，從而達到穩定輸出電壓UO的目的。 共二十九頁（2）當輸入電壓Ui不變時，若負載電阻RL增加，硅穩壓二極管兩端的電壓UO升高(shn o)，IZ和I隨之增大，壓降UR迅速增大使UO相應降低，從而使UO基本不變。反之亦然。 圖7-7 并聯型穩壓(wn y)電

9、路共二十九頁 1.電路的組成及各部分(b fen)的作用 串聯型穩壓電路如圖7-8所示。 （1）取樣環節:由R1、RP、R2組成的分壓電路構成，它將輸出電壓Uo分出一部分作為取樣電壓UF，送到比較放大環節。 圖7-8 串聯(chunlin)型穩壓電路 二、串聯型穩壓電路 共二十九頁 （2）基準電壓:由穩壓二極管 VDZ和電阻R3構成的穩壓電路，為電路提供一個(y )穩定的基準電壓UZ，作為調整、比較的標準。 （3）比較放大環節:由 VT2和R4構成的直流放大器，其作用是將取樣電壓UF與基準電壓UZ比較放大后控制調整管VT1管壓降UCE1。 共二十九頁（4）調整環節:由工作在線性放大區的調整管

10、VT1組成，VT1的基極(j j)電流IB1受比較放 大電路輸出的控制，它的改變又可使集電極電流IC1和集、射電壓UCE1改變，從而達到自動穩定輸出電壓的目的。 共二十九頁（2）穩壓原理 當RL不變而Ui減小時，輸出電壓UO有下降的趨勢，通過取樣電阻的分壓使比較放大器的基極電位UB2下降，而比較放大管的發射極電壓不變（UE2=UZ），UBE2下降，因此比較放大管導通能力減弱，UCE2增大，UC2升高，調整管導通能力增強，調整管VT1集射極之間的電阻RCE1減小，管壓降UCE1下降，使輸出電壓UO上升，保證(bozhng)UO基本不變， 共二十九頁其穩壓過程(guchng)表示如下： UiUOU

11、F(UB2)UBE2(UE2不變)UC2UB1RCE1UCE1UO 反之，若Ui升高，分析方法相同。 共二十九頁 當Ui不變而RL增大時，輸出電壓UO有上升的趨勢(qsh)，則電路調整過程為： RLUOUF(UB2)UBE2(UE2不變)UC2UB1RCE1UCE1UO 若RL減小，分析方法相同。共二十九頁3.電路(dinl)的輸出電壓 設 VT2發射結電壓UCE2可忽略，則 基準(jzhn)電壓UZ不變，可用電位器RP調節輸出電壓Ui的大小。共二十九頁內容摘要電工(dingng)電子技術實踐-直流穩壓電源。設二極管為理想元件，則負載兩端輸出電壓等于變壓器副邊電壓的正半波。二極管截止時承受的最高反向電壓為u2的最大值，即。此時電流沿aVD1RLVD3b的路徑形成回路，負載壓降為上正下負。此時電流沿bVD2RL VD4a的路