第25讲直流电源(1)改

第二十五讲第十章教学要求重点与难点1、掌握半波和全波整流电路的工作原理和输出电压的计算；2、掌握滤波电路的工作原理和输出电压的计算；3、理解稳压电路的主要性能指标的定义；4、掌握硅稳压管稳压电路的工作原理及限流电阻的计算；5、掌握串联稳压电路的工作原理和输出电压的计算，掌握集成稳压电源的应用；6、了解开关稳压电源的工作原理及性能。重点：全波整流电路，电容滤波电路，硅稳压管稳压电路，串联稳压电路，集成稳压电源的应用。难点：全波整流、电容滤波电路工作波形分析，开关稳压电源的工作原理。本次课教学要求1、掌握半波和全波整流电路的工作原理和输出电压的计算；2、掌握滤波电路的工作原理和输出电压的计算，各种基本滤波器的特点及应用场合；3、理解稳压电路的主要性能指标的定义；4、掌握硅稳压管稳压电路的工作原理及限流电阻的计算。第10章直流电源10.1直流电源的组成及各部分的作用

10.2单相整流电路10.3滤波电路10.4稳压管稳压电路

10.5线性稳压电路10.6开关型稳压电路10.1直流电源的组成及各部分的作用结构图改变电压值通常为降压交流变脉动的直流减小脉动1)负载变化输出电压基本不变；2)电网电压变化输出电压基本不变。。

直流电源是能量转换电路，一般是将220V（或380V）50Hz的交流电转换为直流电。半波整流全波整流

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±10％，且负载有一定的变化范围。10.2单相整流电路10.2.1半波整流电路10.2.2桥式整流电路对整流电路要研究清楚以下问题：1.电路的工作原理：二极管工作状态、波形分析2.输出电压和输出电流的平均值：输出为脉动的直流电压3.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1.工作原理10.2.1半波整流电路PP.316-318u2的正半周，D导通，A→D→RL→B，uO=u2。u2的负半周，D截止，承受反向电压，为u2；uO=0。2.输出电压的计算10.2.1半波整流电路（续）考虑到电网电压波动范围为±10％，二极管的极限参数应满足：3.二极管的选择设变压器副边电压有效值为U2，输出平均电压1.工作原理10.2.2桥式整流电路

PP.318-320u2的正半周A→D1→RL→D3→B，uO=u2u2的负半周B→D2→RL→D4→A，uO=-u2四只管子如何接？集成的桥式整流电路称为整流桥。若接反了呢？单相桥式整流电路工作原理演示2.输出电压的计算10.2.2桥式整流电路

（续）3.二极管的选择10.2.2桥式整流电路

（续）考虑到电网电压波动范围为±10％，二极管的极限参数应满足：+AC-~+~-~+-~几种常见的硅整流桥外形10.3滤波电路10.3.1电容滤波电路10.3.2电感滤波电路10.3.3复式滤波电路1.工作原理10.3.1电容滤波电路PP.321-322充电放电速度与正弦波下降速度相同按指数规律下降滤波后，输出电压平均值增大，脉动变小。考虑变压器和整流电路的内阻1.工作原理（续）C越大，RL越大，τ放电将越大，曲线越平滑，脉动越小。内阻使2.二极管的导通角10.3.1电容滤波电路

（续）导通角无滤波电容时θ＝π。有滤波电容时θ<π，且二极管平均电流增大，故其峰值很大！θ小到一定程度，难于选择二极管！为什么？end桥式整流、电容滤波工作原理演示3.电容的选择及UO（AV）的估算10.3.1电容滤波电路

（续）若负载开路UO（AV）＝？。2的耐压值应大于1.12UC电容滤波电路波形实测10.3.2电感滤波电路

PP.322-323

当回路电流减小时，感生电动势的方向阻止电流的减小，从而增大二极管的导通角。电感对直流分量的电抗为线圈电阻，对交流分量的感抗为ωL。适于大电流负载！电感滤波电路波形实测10.3.2复式滤波电路

PP.323-324为获得更好的滤波效果，可采用复式滤波电路。电感应与负载串联，电容应与负载并联。小电流滤波效果好，(2)感性滤波电路(1)容性滤波电路输出电压高，滤波电路的比较Uo≈1.2U2，优点：整流管导电通角小。负载特性差，有浪涌电流，缺点：输出电压较高，负载电流较小且负载变动不大的场合。应用：大电流滤波效果好。负载特性好，Uo≈0.9U2，优点：整流管导电角大，输出电压低，无浪涌电流，缺点：输出电压较低，负载电流较大且负载变动较大的场合。应用：体积大，笨重，成本高，易引起电磁干扰。体积小，轻便，成本低。*倍压整流电路的工作原理（1）二倍压整流电路分析时的两个要点：设①负载开路，②电路进入稳态。u2负半周，u2加C1上电压对C2充电：P→D2→C2→A，最终u2正半周C1充电：A→D1→C1→B，最终Pu2的第一个正半周：u2、C1、D1构成回路，C1充电到：u2的负半周：u2、C2、D2、C1构成回路，C2最终将充电到：（2）多倍压整流电路同理，其它各电容最终也将充电到：讨论一已知变压器副边电压有效值为10V，电容足够大，判断下列情况下输出电压平均值UO（AV）≈？1.正常工作；2.C开路；3.RL开路；4.D1和C同时开路。讨论二

整流电路如图所示，分别求解下列两种情况下输出电压的波形和平均值、整流二极管的最大整流电流和最高反向工作电压。1.变压器副边电压有效值U21＝U22＝20V；2.U21＝22V、U22＝22V。10.4稳压管稳压电路10.4.1稳压电路的主要性能指标10.4.2稳压管稳压电路10.4.1

稳压电路的性能指标PP.326-3271.输出电压2.输出电流3.稳压系数表明电网电压波动时电路的稳压性能。在负载电流不变时，输出电压相对变化量与输入电压变化量之比。4.输出电阻表明负载电流变化时电路的稳压性能。在电网电压不变时，负载变化引起的输出电压的变化量与输出电流的变化量之比。5.纹波电压测试出输出电压的交流分量。1.稳压管的伏安特性和主要参数10.4.2稳压管稳压电路

PP.324-328稳定电压UZ：稳压管的击穿电压最小稳定电流IZmin：使稳压管工作在稳压状态的最小电流最大耗散功率PZM：允许的最大功率，PZM=IZMUZ动态电阻rz：工作在稳压状态时，rz＝ΔU/ΔI2.稳压管稳压电路的工作原理3.性能指标（1）输出电压UO＝UZ（2）输出电流△IO<IZmax－IZmin（3）稳压系数（4）输出电阻电路简单成本低，输出电压不可调，输出电流变化范围较小，稳压性能有待进一步提高。特点4.稳压管稳压电路的设计（1）UI的选择UI＝（2～3）UZ（2）稳压管的选择UZ＝UO

IZM－IZ>ILmax－ILmin（3）限流电阻的选择保证稳压管既稳压（此时考虑瞬时值）又不损坏（此时考虑平均值），即电网电压最低且负载电流最大时，稳压管的电流最小。电网电压最高且负载电流最小时，稳压管的电流最大。若求得Rmin>Rmax，怎么办？稳压管稳压电路的计算举例P328例10.4.1说明：教材中，对于输入电压的最小值，没有考虑滤波后电压的纹波，及脉动系数。脉动系数的定义是：本例中，如果考虑滤波电路输出电压的脉动系数为0.0