电子电工技术7-2

电工电子技术

教学课件

(模块7整流、滤波及稳压电路)

丁卫民编单元2滤波电路滤波：利用电容或电感的储能特性，对脉动电压或电流进行补偿，以降低它的脉动程度。

一、电容滤波1、电路组成单相半波整流电容滤波电路如图：图中，滤波电容C与负载电阻RL相并联2.工作原理由于电容器的滤波作用，输出电压的波形如图。曲线表明：

设起始时电容器两端电压为零。当u2由零进入正半周时，二极管导通，电容C被充电，其两端电压uC将随u2的上升而逐渐增大，直至达到u2的最大值。在此期间，电源经二极管向负载提供电流。

当u2从最大值开始下降时，由于电容器两端电压不会突变，此时，u2＜uC，二极管则因反向偏置而提前截止，电容器通过RL放电为负载提供电流，通过负载的电流方向与二极管导通时的电流方向相同。在RL和C足够大的情况下，放电过程持续时间较长，直至交流电压u2正向上升至u2＞uC时，二极管再次导通，重复上述过程。显然，由于二极管的正向导通电阻很小，当滤波电容和负载电阻较大时，电容充电很快，电容器放电较慢，输出电压的脉动程度减小，其平均值也可得到提高。

滤波电容一般在几百微法以上，电容愈大，滤波效果愈好。为了获得比较平滑的直流电压，半波整流可按RLC≥（3－5）T来选择滤波电容，式中T为交流电的周期。

电容滤波输出电压的大小与负载有关。空载时（RL→∞），电容没有放电回路，其输出直流电压为交流输入电压的1．4倍。接入负载后，输出电压约等于U2。若负载电阻RL愈小，则电容器放电加快，输出电压愈低。二、电感滤波1、电路组成单相桥式整流电感滤波电路如图：图中，电感L与负载电阻RL串联。2.工作原理电感滤波是利用通过电感的电流不能突变的特性来实现滤波。当电感电路电流增大时，电感产生的自感电动势阻止电流的增加；而电流减小时，自感电动势则阻止电流的减小。因此，当脉动电流从电感线圈中通过时，将会变得平滑些。不仅如此，当负载变化引起输出电流变化时，电感线圈也能抑制负载电流的变化。显然，L愈大，滤波效果愈好。三、复式滤波器为了提高滤波效果，可用电容和电感组成复式滤波器。1.Γ型滤波器同时利用电感阻止交流分量和电容旁路交流分量的特性，所以滤波效果较好。又因电感线圈电流不能突变，所以在接通电路瞬间冲击电流较小。2.Π型滤波器由于再并联一个电容器，所以滤波性能更好一些，因此在许多电子设备中得到广泛应用。3.Π型RC滤波器对于负载电流较小和负载比较稳定的场合，为了简单经济，可用适当的电阻R代替电感L组成Π型RC滤波器。四、有源滤波如图，负载接在晶体管的发射极上，R是基极偏置电阻，又与电容C组成RC滤波电路。滤波在基极回路进行，输入电压Ui首先经过RC滤波，使基极电位的脉动程度降低，这样，射极输出电压即负载获得的电压就比较平滑，从而达到滤波目的。单元3稳压电路经过整流滤波后，所得到的直流电压仍然受电网电压波动或负载变化的影响，会随之发生变化。为使其基本保持恒定，在整流滤波之后，再加一级直流稳压电路。一、稳压管并联型稳压电路图中，稳压管VS与负载RL并联，R为限流电阻，用以保护稳压管，同时又与稳压管相配合对输出电压进行调节并使之稳定。稳压电路的输入电压Ui是由整流滤波电路提供的直流电压，而输出电压Uo即稳压管的稳定电压UZ。稳压电路的稳压过程可概括如下：为使稳压电路正常工作，输入电压Ui必须高于稳压管的稳定电压UZ。稳压管的工作电流也必须在最大稳定电流与最小稳定电流之间。因此，必须适当选择限流电阻R的阻值。二、晶体管串联型稳压电路1.电路结构框图和电路其中R1、RP、R2组成的分压器是取样电路，从输出端取出部分电压UB2作为取样电压加至晶体管T2的基极。稳压管VS以其稳定电压UZ作为基准电压，加在晶体管VT2的发射极上。R3是稳压管的限流电阻。晶体管VT2组成比较放大电路，它将取样电压UB2与基准电压UZ加以比较和放大，再去控制晶体管VT1的基极电位。输入电压Ui加在晶体管VT1与负载RL相串联的电路上，因此，改变T1集射极间的电压降UCE1，便可调节RL两端的电压Uo。也就是说，稳压电路的输出电压UO可以通过晶体管VT1加以调节，所以VT1称为调整管。电阻R4是VT1的基极偏置电阻，也是T2的集电极负载电阻。2.工作原理（稳压过程）三、集成稳压器1、三端电压固定式集成稳压器（1）组成与外形三端电压固定式集成稳压器只引出三个接线端—输入端、输出端和输入、输出的公共端。组成稳压电路的所有元件都集成在一块芯片上，工作时不用外接任何附加元件，使用安装也和三极管一样方便。（2）

应用电路接线图a)固定正电压输出电路电容C1用于减小输入电压的脉动，C2为了削弱电路的高频噪声。b)固定负电压输出电路C)同时输出两组正、负固定电压的电路使用三端电压固定式集成稳压器，应注意区