电工学及电工技术

1、第第章直流稳压电源章直流稳压电源功能：把交流电压变成稳定的大小适宜功能：把交流电压变成稳定的大小适宜 的直流电压的直流电压u4uou3u2u1电源变压器电源变压器: : 将交流电网电压将交流电网电压u1u1变为适宜的交流电压变为适宜的交流电压u2u2。整流电路整流电路: : 将交流电压将交流电压u u2 2变为脉动的直流电压变为脉动的直流电压u uR R。滤波电路滤波电路: : 将脉动直流电压将脉动直流电压u uR R转变为较平滑的直流电压转变为较平滑的直流电压u uF F。稳压电路稳压电路: : 去除电网波动及负载变化的影响去除电网波动及负载变化的影响, ,保持输出直流电压保持输出直流电压U

2、0U0的稳定。的稳定。 整流电路整流电路 将交流电压转变为脉动的直流电压。将交流电压转变为脉动的直流电压。 半波、全波、桥式和倍压整流；单相和三相整流等。半波、全波、桥式和倍压整流；单相和三相整流等。 二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。利用二极管的单向导电性利用二极管的单向导电性t uDO u 负半周，负半周，Va0 0 时，时，二极管二极管 D1 D1、D3 D3 导通导通。当当 u u2 20 uC时，二极管导通，时，二极管导通，电源在给负载电源在给负载RL供电的同时也给电容充电，供电的同时也给电容充电， uC 增加，增加，uo= uC

3、 。 CC+Cici +aDuoubRLio= uC 二极管承受的最高反向电压为二极管承受的最高反向电压为 。UU22DRM 动画动画U2U2u tO tO25)(3LTCR 一般取一般取(1) (1) 输出电压的脉动程度与平均值输出电压的脉动程度与平均值Uo与放电时间与放电时间 常数常数RLC有关。有关。 近似估算取：近似估算取： Uo = 1. 2 U ( 桥式、全波桥式、全波 Uo = 1. 0 U 半波半波U2 为了得到比较平直的输出电压为了得到比较平直的输出电压有电容有电容滤波滤波 无电容滤波无电容滤波0 UooIO 结论结论 采用电容滤波时，输出电压受负载变化影响较大，即采用电容滤

4、波时，输出电压受负载变化影响较大，即带负载才能较差。带负载才能较差。 因此电容滤波合适于要求输出电压较高、负载电流较小因此电容滤波合适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。且负载变化较小的场合。 RLC 越大越大O 越高，越高，IO 越大越大整流二极管导通时间越短整流二极管导通时间越短 iD 的峰值电流越大。的峰值电流越大。 tU2 tOO例：例： 有一单相桥式整流滤波电路，交流电源频率有一单相桥式整流滤波电路，交流电源频率 f=50Hz，负载电阻，负载电阻 RL = 200，要求直流输出电压，要求直流输出电压Uo=30V，选择整流二，选择整流二极管及滤波电容器。极管及滤波电容

5、器。V 352522DRM UU A075020030212121LOOD.RUII uRL+C解：解：25V1.230 21O .UU可选用二极管可选用二极管2CP11IOM =100mA UDRM =50V 例：例： 有一单相桥式整流滤波电路，交流电源频率有一单相桥式整流滤波电路，交流电源频率 f=50Hz，负载电阻，负载电阻 RL = 200，要求直流输出电压，要求直流输出电压Uo=30V，选择整流，选择整流二极管及滤波电容器。二极管及滤波电容器。取取 RLC = 5 T/2RL = 50S 05. 025015L CR uRL+C解：解：2. 选择滤波电容器选择滤波电容器F250F10

6、2502000.05 0506L R.C可选用可选用C=250 F，耐压为，耐压为50V的极性电容器的极性电容器L uRLuo+C LC滤波合适于电流较大、要求输出电压脉动较小的场合，用于高频时更为适宜。滤波合适于电流较大、要求输出电压脉动较小的场合，用于高频时更为适宜。 滤波效果比滤波效果比LC滤波器更好，滤波器更好，但二极管的冲击电流较大。但二极管的冲击电流较大。 比比 形形 LC 滤波器的体积小、滤波器的体积小、本钱低。本钱低。L uRLuo+C2+C1R uRLu+C2+C1 UO = UZ IR = IO + IZUIUZRL (IO ) IR 设设UI一定，负载一定，负载RL变化变

7、化UO 基本不变基本不变 IR (IRR) 基本不变基本不变 UO (UZ ) IZ +UIRL+CIOUO+uIRRDZIz限流调压限流调压稳压电路稳压电路UO = UZ IR = IO + IZIUZUI UZ UO 基本不变基本不变 IRR IZ IR +UIRL+CIOUO+uIRRDZIzZMOOIMmin IIRUU (1) UZ = UO(2) IZM= (1.5 3) ICM(3) UI = (2 3) UO(4) RIIUU ominZMOIM OMZOImin IIUU ZIIRUU OMOImin 由稳压管稳压电路和运算放大器可组成恒压源。由稳压管稳压电路和运算放大器可组

8、成恒压源。UZRFR2R1+ RL+UZRDZ+UUORFR2R1+ +RLRDZ+UZ+U反相输入恒压源反相输入恒压源同相输入恒压源同相输入恒压源ZFO1URRU ZFO)(11URRU 改变改变 RF 即可调节恒压源的输出电压。即可调节恒压源的输出电压。UiTR2UZRLUO +R3+UB+DZ+Uf+R11R 1R 串联型稳压电路由基准电压、比较放大、取样电路和调整元件四部分组成。串联型稳压电路由基准电压、比较放大、取样电路和调整元件四部分组成。调整元件调整元件比较放大比较放大基准电基准电压压取样电取样电路路 当由于电源电压或负载电阻的变化使输出电压当由于电源电压或负载电阻的变化使输出电压UO 升高时，有如下稳压过程：升高时，有如下稳压过程：O2121fURRRRUU ZUU )(fZuoBUUAU UO Uf UB UO IC UCE