整流电路和直流稳压电源

整流电路和直流稳压电源第1页，共32页，2023年，2月20日，星期六第6章整流电路和直流稳压电源小功率直流稳压电源的组成功能：把交流电压变成稳定的大小合适的直流电压u4uou3u2u1交流电源负载变压整流滤波稳压第2页，共32页，2023年，2月20日，星期六6.1整流电路整流电路的作用:

将交流电转变为脉动的直流电。

常见的整流电路：

半波、全波和桥式整流分析时可把二极管当作理想元件处理：

二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。整流原理：

利用二极管的单向导电性第3页，共32页，2023年，2月20日，星期六uoOuDO6.1.1单相半波整流电路2.工作原理

u2

正半周，Ua>Ub，二极管D导通；工作波形

u2负半周，Ua<Ub，二极管D截止。1.电路结构–++–aTrDuou2bRLiou2tO第4页，共32页，2023年，2月20日，星期六3.输出电压、电流的大小整流电压平均值Uo整流电流平均值Io–++–aTrDuou2bRLiouDOuoO第5页，共32页，2023年，2月20日，星期六uoO流过二极管电流平均值ID每管承受的最高反向电压UDRM–++–aTrDuou2bRLiouDO4.整流元件的参数计算及选择选管时应满足：

IOM

≥ID，URM

≥

UDRM=第6页，共32页，2023年，2月20日，星期六uoO5.变压器容量计算–++–aTrDuou2bRLiouDO变压器副侧电流有效值I2输出电流平均值I0第7页，共32页，2023年，2月20日，星期六6.1.2单相桥式整流电路2.工作原理u2

正半周，Ua>Ub，二极管D1、D3导通，D2、D4截止。工作波形uD2uD41.电路结构－uouDttRLu2iouo1234ab+–+–－u2第8页，共32页，2023年，2月20日，星期六6.1.2单相桥式整流电路2.工作原理u2

负半周，Ua<Ub，二极管D2、D4导通，D1、D3截止。工作波形uD2uD41.电路结构－uouDttRLu2iouo1234ab+–+–－u2uD1uD3第9页，共32页，2023年，2月20日，星期六RLu2iouo1234ab+–+–uD2uD4uouDttuD1uD3整流电压平均值Uo整流电流平均值Io3.输出电压、电流的大小第10页，共32页，2023年，2月20日，星期六RLu2iouo1234ab+–+–uD2uD4uouDttuD1uD3流过每管电流平均值ID每管承受的最高反向电压UDRM4.整流元件的参数计算及选择选管时应满足：

IOM

≥ID，URM

≥

UDRM=第11页，共32页，2023年，2月20日，星期六5.变压器容量计算变压器副侧电流有效值I2输出电流平均值I0RLu2iouo1234ab+–+–uD2uD4uouDttuD1uD3第12页，共32页，2023年，2月20日，星期六6.2滤波电路小功率直流稳压电源的组成u4u3u2u1交流电源负载变压整流滤波稳压第13页，共32页，2023年，2月20日，星期六

6.2.1电容滤波器

1.电路结构2.工作原理

u2

>uC时，二极管导通，电源在给负载RL供电的同时也给电容充电，uC

增加，uo=uC

。

u

2<uC时，二极管截止，电容通过负载RL

放电，uC按指数规律下降，uo=uC

。=uC

3.工作波形动画RLu2iouo1234ab+–+–iciuou2tOtO+C第14页，共32页，2023年，2月20日，星期六4.电容滤波电路的特点(1)二极管的导通角减小。uou2tOtO第15页，共32页，2023年，2月20日，星期六(T—电源电压的周期)(2)输出电压的脉动程度及平均值Uo与放电时间常数RLC有关。

RLC

越大电容器放电越慢输出电压的平均值Uo越大，波形越平滑。近似估算取：

Uo

=1.2U2(

桥式、全波）

Uo

=1.0U

2（半波）为了得到比较平直的输出电压第16页，共32页，2023年，2月20日，星期六(3)外特性曲线有电容滤波无电容滤波0.9U2UooIO结论

采用电容滤波时，输出电压受负载变化影响较大，即带负载能力较差。因此电容滤波适合于要求输出电压较高、负载电流较小且负载变化较小的场合。当负载RL开路时，第17页，共32页，2023年，2月20日，星期六6.3直流稳压电源小功率直流稳压电源的组成交流电源负载变压整流滤波稳压u4uou3u2u1第18页，共32页，2023年，2月20日，星期六6.3直流稳压电源

稳压电路（稳压器）是为电路或负载提供稳定的输出电压的一种电子设备。

稳压电路的输出电压大小基本上与电网电压、负载及环境温度的变化无关。理想的稳压器是输出阻抗为零的恒压源。实际上，它是内阻很小的电压源。其内阻越小，稳压性能越好。

稳压电路是整个电子系统的一个组成部分，也可以是一个独立的电子部件。第19页，共32页，2023年，2月20日，星期六6.3.1稳压管稳压电路2.工作原理UO

=UZ

IR=IO+IDZUIUZRL(IO)IR设Uo'一定，负载RL变化UO

基本不变IR

(IRR)基本不变UO

(UZ

)IDZ1.电路+–Uo'RL+CIOUO+–+–u2IRRDZIDZ限流电阻稳压电路第20页，共32页，2023年，2月20日，星期六UIUZUo'UZ设负载RL一定，Uo'变化UO

基本不变IRRIDZIRUO

=UZ

IR=IO+IDZ+–Uo'RL+CIOUO+–+–u2IRRDZIDZ第21页，共32页，2023年，2月20日，星期六3.参数的选择(1)UZ

=UO(2)Uo'

=(2~3)UO(3)为保证稳压管安全工作为保证稳压管正常工作适用于输出电压固定、输出电流不大、且负载变动不大的场合。+–Uo'RL+CIOUO+–+–uIRRDZIz第22页，共32页，2023年，2月20日，星期六一、基本概念电流、电压、电动势、电位、参考点、电功率、电能、实际方向、参考方向（正方向）、电压源、电流源第一章总结二、基本定律1、欧姆定律（无源电路、有源电路）2、基尔霍夫定律（KCL、KVL）三、分析方法1、支路电流法（列KCL、KVL方程）2、节点电压法（支路多、节点少）3、叠加原理4、等效电源定理（戴维南、诺顿）第23页，共32页，2023年，2月20日，星期六例1：

电路如图，已知U1=4V，U2=2V，R1=R2=2，

R3=3，试用戴维南定理求电流I3。U1I1U2I2R2I3R3+–R1+–USR0+_R3abI3ab注意：“等效”是指对端口外等效即用等效电源替代原来的二端网络后，待求支路的电压、电流不变。有源二端网络等效电源第24页，共32页，2023年，2月20日，星期六解：(1)断开待求支路求等效电源的源电压US

例1：电路如图，已知U1=4V，U2=2V，R1=R2=2，

R3=3，试用戴维南定理求电流I3。U1I1U2I2R2I3R3+–R1+–abR2U1IU2+–R1+–ab+U0–US=

U0=U2+I

R2=2+0.52

=3V或：US

=

U0=U1–I

R1=4–0.52

=3VI第25页，共32页，2023年，2月20日，星期六解：(2)求等效电源的内阻R0

除去所有电源（理想电压源短路，理想电流源开路）U1I1U2I2R2I3R3+–R1+–abR2R1abR0从a、b两端看进去，R1和R2并联求内阻R0时，关键要弄清从a、b两端看进去时各电阻之间的串并联关系。例1：电路如图，已知U1=4V，U2=2V，R1=R2=2，

R3=3，试用戴维南定理求电流I3。第26页，共32页，2023年，2月20日，星期六解：(3)画出等效电路求电流I3U1I1U2I2R2I3R3+–R1+–ab例1：电路如图，已知U1=4V，U2=2V，R1=R2=2，

R3=3，试用戴维南定理求电流I3。USR0+_R3abI3第27页，共32页，2023年，2月20日，星期六一、电路如图所示，已知求：（1）用戴维南定理求（2）A点电位；（3）恒压源和恒流源的功率，判断它们是电源还是负载，并说明原因。ISR3UsR1AR2R4+-I3第28页，共32页，2023年，2月20日，星期六一、已知求：（1）用戴维南定理求ISR3UsR1AR2R4+-I3解：R3Us0AR0+-I3第29页，共32页，2023年，2月20日，星期六一、已知求：（

2）A点电位；ISR3UsR1AR2R4+-I