整流与滤波电路.ppt
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1、9.1 整流与滤波电路,第九章 直流稳压电源,9.2 串联式稳压电路,9.3 集成串联式稳压电路,9.4 集成开关式稳压电路,电源变压器: 将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2。,整流电路: 将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。,滤波电路: 将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4。,稳压电路: 清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压uo的稳定。,直流稳压电源的组成和功能,整 流 电 路,滤 波 电 路,稳 压 电 路,9.1 整流与滤波电路,1.半波整流电路,二极管导通,uL=u2,二极管截止, uL=0,u2 0 时:,u20时:,一. 单相整流电路,主要参数:,IL= UL
2、/RL =0.45 u2 / RL,(2)输出电流平均值Io :,(1)输出电压平均值UL:,(3)流过二极管的平均电流:,ID = IL,(4)二极管承受的最高反向电压:,2.全波整流电路,原理:,变压器副边中心抽头,感应出两个相等的电压u2,当u2正半周时, D1导通,D2截止。,当u2负半周时, D2导通,D1截止。,全波整流电压波形,IL= UL /RL =0.9 u2 / RL,主要参数:,(2)输出电流平均值IL :,(1)输出电压平均值UL:,(3)流过二极管的平均电流:,ID = IL/2,(4)二极管承受的最高反向电压:,3. 桥式整流电路,(1)组成:由四个二极管组成桥路,
3、u2正半周时:,D1 、D3导通, D2、D4截止,(2)工作原理:,u2负半周时:,D2、D4 导通, D1 、D3截止,输出电压平均值:UL=0.9u2,输出电流平均值:IL= UL/RL =0.9 u2 / RL,流过二极管的平均电流:ID=IL/2,(3)主要参数:,脉动系数1:,用傅氏级数对桥式整流的输出 uL 分解后可得:,集成硅整流桥:,1. 电容滤波,二、滤波电路,(1)空载(RL=)时:,uc=uL,u2 uC时: 二极管导通,C充电,u2 uC时: 二极管截止,C放电。 由于RL=,无放电回路,所以uC保持。,(2)接入RL(且RLC较大)时,u2 uC时: 二极管导通,C
4、充电,u2 uC时: 二极管截止,C放电。,二极管中 的电流,uc= uL,近似估算: UL=1.2U2,(b) 流过二极管瞬时电流很大,整流管导电时间越短 iD的峰值电流越大,电容滤波电路的特点:,(a) UL与RLC的 关系:,RLC 愈大 C放电愈慢 UL(平均值)愈大,2. 电感滤波电路,电路结构: 在桥式整流电路与负载间串入一电感L。,输出电压平均值: UL=0.9U2,对谐波分量: f 越高,XL 越大,电压大部分降在电感上。 因此,在输出端得到比较平滑的直流电压。,对直流分量: XL=0 相当于短路,电压大部分降在RL上,3. 其它滤波电路,为进一步改善滤波特性,可将上述滤波电路
5、组合起来使用。,LC滤波电路,RC型滤波电路,9.2 串联式稳压电路,稳压电路的作用:,一. 稳压电路的主要性能指标,常用以下参数来说明稳压电源的质量:,1、稳压系数,2、输出电阻,3、温度系数,输出电压:,二. 稳压管稳压电路,1. 稳压原理利用稳压管的反向击穿特性。,由于反向特性陡直,较大的电流变化,只会引起较小的电压变化。,稳压原理:,(1) 当输入电压变化时,由图知:,(2)当负载电流变化时,稳压过程:,2、限流电阻的计算,(1)当输入电压最小,负载电流最大时,流过稳压二极管的电流最小。此时IZ不应小于IZmin,由此可计算出稳压电阻的最大值。即,(2)当输入电压最大,负载电流最小时,
6、流过稳压二极管的电流最大。此时IZ不应超过IZmax,由此可计算出稳压电阻的最小值。即,所以:,三. 串联式稳压电源,稳压管稳压电路的缺点: (1)带负载能力差 (2)输出电压不可调,改进: (1)提高带负载能力在输出端加一射极输出器,UO=UZ-0.7V,改进: (2)使输出电压可调在射极输出器前加一带有负反馈的放大器。 调节反馈系数即可调节放大倍数,UO=AUFUZ-0.7V,为了进一步稳定输出电压,将反馈元件接到输出端。,由四部分组成: 基准电压、调整管、取样电路、放大比较环节。,1. 串联型稳压电源的构成,2.工作原理,(1)输入电压变化时,实质:电压负反馈,(2)负载电流变化时,3.
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