模拟电子技术基础：10-直流电源2

1、第十章 直流电源11)1)负载变化输出电压基本不变；负载变化输出电压基本不变； 2)2)电网电压变化输出电压基本不变。电网电压变化输出电压基本不变。1 1、对整流电路要研究清楚以下问题：、对整流电路要研究清楚以下问题：1 1）电路的工作原理：二极管工作状态、波）电路的工作原理：二极管工作状态、波形分析形分析2 2）输出电压和输出电流的平均值：输出为）输出电压和输出电流的平均值：输出为脉动的直流电压脉动的直流电压3 3）整流二极管的选择：二极管承受的最大）整流二极管的选择：二极管承受的最大整流平均电流和最高反向工作电压整流平均电流和最高反向工作电压单相桥式整流电路单相桥式整流电路1 1）工作原理

2、）工作原理 u u2 2的正半周的正半周: : ADAD1 1R RL LDD3 3BB，u uO O= = u u2 2 u u2 2的负半周的负半周: : BDBD2 2R RL LDD4 4 A A，u uO O= -= -u u2 22)2) UO（AV）和和 IL（AV）的估算的估算) t (dt sinU21U 0 2O(AV) LLRU9 . 0RUI2O(AV)L(AV) 22O(AV)U9 . 0U22U uOu2OO已知变压器副边电已知变压器副边电压有效值为压有效值为U U2 23)3)二极管的选择二极管的选择2maxRU2U L2L(AV)D(AV)RU45. 02II

3、额定电压：最额定电压：最大峰值电压大峰值电压额定电流：最额定电流：最大平均电流大平均电流整流桥整流桥集成的桥式整流电集成的桥式整流电路称为整流堆。路称为整流堆。 + uo ioRLD1D4D3D2+u C1)1)工作原理工作原理非非常常小小。，对对电电容容充充电电，时时，有有一一对对二二极极管管导导通通当当充充电电 uu C2。放放电电，电电容容通通过过时时，所所有有二二极极管管均均截截止止当当放放电电CRR uu LLC2 充电充电按指数规律下降按指数规律下降C C 越大，越大，R RL L越大越大, ,放电放电将越大，曲线越平滑，将越大，曲线越平滑，脉动越小。脉动越小。R RL L = =

4、 2)2)二极管的二极管的导通角导通角导通角导通角 的峰值的峰值脉动脉动放电放电DO(AV)LiURC小到一定程度，小到一定程度，难于选择二极管！难于选择二极管！。时，时，当当2O(AV)LU2 . 1U2T)53(CR 。的的耐耐压压值值应应大大于于2U21 . 1C简单易行，简单易行，U UO O（AVAV）高，高，C C 足够大时足够大时交流交流分量较小；不适于大电流负载。分量较小；不适于大电流负载。3）电容的选择及）电容的选择及UO（AV）的估算的估算4）优缺点）优缺点2、电感滤波电路电感滤波电路当回路电流减小时，感生电动势的方向阻止电流的当回路电流减小时，感生电动势的方向阻止电流的减

5、小，从而增大二极管的导通角。减小，从而增大二极管的导通角。对谐波分量对谐波分量: f 越高，越高，XL 越大越大,电压大部分降在电感电压大部分降在电感上。上。 因此，因此，在输出端得到比较平滑的直流电压。在输出端得到比较平滑的直流电压。对直流分量对直流分量: XL=0 相当于短路相当于短路,电压大部分降在电压大部分降在RL上上适于大电流负载！适于大电流负载！2O(AV)U9 . 0U 3 3、复式滤波电路复式滤波电路电感应与负载串联，电容应与负载并联。电感应与负载串联，电容应与负载并联。 例例 单相桥式电容滤波整流，交流电源频率单相桥式电容滤波整流，交流电源频率f = 50 Hz，负载电负载电

6、阻阻 RL = 40 ，要求直流输出电压，要求直流输出电压UO = 20 V，选择，选择整流二极管整流二极管及及滤波电容。滤波电容。 解解 1. 选二极管选二极管V 172 . 1202 . 1O2 UU电流平均值：电流平均值： A0.2540 20212121LOOD RUII承受最高反压承受最高反压：V 2422RM UU2RM2UU 选二极管应满足：选二极管应满足：IF (2 3) ID可选：可选：2CZ55C( (IF = 1 A，URM = 100 V) )或或 1 A、100 V 整流桥整流桥2. 选滤波电容选滤波电容s 02. 05011 fTs 04. 024 L TCR取取F

7、 0001 40s 0.04 C可选可选： 1 000 F，耐压，耐压 50 V 的电解电容。的电解电容。在分析电源电路时要特别考虑的两个问题：在分析电源电路时要特别考虑的两个问题：允许电网电压波动允许电网电压波动1010，且负载有一定的，且负载有一定的变化范围。变化范围。电源保证：电源保证：1) 1) 负载变化输出电压基本不变；负载变化输出电压基本不变；2) 2) 电网电压变化输出电压基本不变。电网电压变化输出电压基本不变。LLROIIORIIOOrUUUUUUUUS IUOOoIUR 简单易行，稳压性能好。适用于输出电压简单易行，稳压性能好。适用于输出电压固定、输出电流变化范围较小的场合。

8、固定、输出电流变化范围较小的场合。 II IIZMmaxDZminDZZ 且且ZLmaxZinImminDIIRUUIZ 电网电压最低且负载电流最电网电压最低且负载电流最大时，稳压管的电流最小。大时，稳压管的电流最小。LmaxZZinImIIUUR 电网电压最高且负载电流最小时，稳压管电网电压最高且负载电流最小时，稳压管的电流最大。的电流最大。ZMLminZaxImmaxDIIRUUIZ LminZMZaxImIIUUR 稳压管稳压电路的设计稳压管稳压电路的设计已知输出电压为已知输出电压为6V6V，负载电流为，负载电流为0 030mA30mA。试试求求图图示电路的参数。示电路的参数。（1 1）

9、稳压管的选择）稳压管的选择 I -III UULminLmaxZZMOZ （2 2）U UI I的选择的选择 U)32(UZI 稳压系数稳压系数: :OIzOILzLzROIIOrUURrUURrRRrUUUUSL 输出电阻输出电阻: :zzorRrR 为减小为减小S Sr r,取值矛盾取值矛盾!如何提高输出电流如何提高输出电流加晶体管放大加晶体管放大OLI )1(I BEZOUUU CEIOUUU U UO O变化，都将通过变化，都将通过U UCECE的调节使的调节使U UO O稳稳定，故称晶体管为调整管。定，故称晶体管为调整管。稳压原理：电路引入稳压原理：电路引入，稳定输出电压。，稳定输出

10、电压。同相比例同相比例运算电路运算电路输出电压的调节范围输出电压的调节范围:Z3321OZ32321URRRRUURRRRR 调整管调整管基准电压基准电压采样电路采样电路比较放大比较放大根据极限参数根据极限参数I ICMCM、 U U(BR)CEO(BR)CEO、P PCM CM 选择选择调整管！调整管！IEmaxIR1ILmax ILmax ICMUCEmaxUImax UOmin U(BR)CEO PTmax IEmax UCEmax U 提高输出电压电路提高输出电压电路W78 C1 C2 + U R1R2R3R48 UU( (虚短虚短) )O211433URRRURRR URRRRRU43312O)1(输出电压可调稳压电路输出电压可调稳压电路恒流源电路恒流源电路+UI = 10V W7805+UO RRLIQIO0.1 F0.33 F10 Q23OIRUI A5 . 0 线性稳压电路的缺点：线性稳压电路的缺点：调整管管耗大调整管管耗大电源效率低电源效率低( (40% 60%) )改进思路：改进思路：使调整管使调整管截止截止( (电流