跳转到第一页第8章 直流稳压电源8.1 单相半波整流电路8.2 单相桥式整流电路8.3 滤波电路8.4 稳压电路跳转到第一页直流稳压电源组成方框图跳转到第一页1 电路组成及工作原理下图是单相半波整流电路，它由整流变压器T、整流二极管V及负载RL组成。单相半波整流电路及电压、电流的波形如图3.3所示,即 9.1 单相半波整流电路跳转到第一页单相半波整流电路跳转到第一页单相半波整流电路电压与电流的波形跳转到第一页2 整流电路的主要技术指标1. 输出电压平均值在下图所示波形电路中，负载上得到的整流电压是单方向的，但其大小是变化的，是一个单向脉动的电压，由此可求出其平均电压值为2.流过二极管的平均电流iv由于流过负载的电流就等于流过二极管的电流，所以跳转到第一页3. 二极管承受的最高反向电压URM 在二极管不导通期间，承受反压的最大值就是变压器次级电压u2的最大值，即 跳转到第一页8.2 单相桥式整流电路1. 电路组成及工作原理在下图所示电路中，当变压器次级电压u2为上正下负时，二极管V1和V3导通，V2和V4截止，电流i1的通路为aV1RLV3b，这时负载电阻RL上得到一个正弦半波电压如图3.5中（0）段所示。当变压器次级电压u2为上负下正时，二极管V1和V3反向截止，V2和V4导通，电流i2的通路为bV2RLV4a，同样，在负载电阻上得到一个正弦半波电压，如下图中（2）段所示。跳转到第一页单相桥式整流电路组成跳转到第一页单相桥式整流电路组成跳转到第一页单相桥式整流电路组成跳转到第一页单相桥式整流电路组成跳转到第一页单相桥式整流电路 电压与电流波形跳转到第一页2.技术指标计算及分析 （1）输出电压平均值Uo。由以上分析可知，桥式整流电路的整流电压平均值Uo比半波整流时增加一倍，即 （2）直流电流Io。桥式整流电路通过负载电阻的直流电流也增加一倍，即跳转到第一页（3）二极管的平均电流iV。因为每两个二极管串联轮换导通 半个周期，因此，每个二极管中流过的平均电流只有负载电 流的一半，即（4）二极管承受的最高反向电压URM。由图9.4（a）可以看 出，当V1和V3导通时，如果忽略二极管正向压降，此时，V2 和V4的阴极接近于a点，阳极接近于b点，二极管由于承受反 压而截止，其最高反压为u2的峰值，即跳转到第一页8.3 滤波电路n整流输出的电压是一个单方向脉动 电压，虽然是直流，但脉动较大， 在有些设备中不能适应（如电镀和 蓄电池充电等设备）。为了改善电 压的脉动程度，需在整流后再加入 滤波电路。常用的滤波电路有电容 滤波、电感滤波和复式滤波等。跳转到第一页1.电容滤波电路下图所示为一单相半波整流电容滤波电路，由于电容两端电压不能突变，因而负载两端的电压也不会突变，使输出电压得以平滑，达到滤波目的。滤波过程及波形如下图所示。跳转到第一页单相半波整流电容滤波电路跳转到第一页n在u2的正半周时，二极管V导通，忽略二极管正向压降， 则uo=u2，这个电压一方面给电容充电，一方面产生负载 电流Io，电容C上的电压与u2同步增长，当u2达到峰值后， 开始下降，UCu2，二极管截止，如图9.7中的A点。之后 ，电容C以指数规律经RL放电，UC下降。当放电到B点时 ，u2经负半周后又开始上升，当u2UC时，电容再次被充 电到峰值。UC降到C点以后，电容C再次经RL放电，通过 这种周期性充放电，以达到滤波效果。跳转到第一页由于电容的不断充放电，使得输出电压的脉动性减小，而且输出电压的平均值 有所提高。输出电压平均值Uo的大小，显然与RL、C的大小有关，RL愈大，C愈大，电容放电愈慢，Uo愈高。在极限情况下，当RL=时，Uo=UC= U2，不再放电。当RL很小时，C放电很快，甚至与u2同步下降，则Uo=0.9U2，RL、C对输出电压的影响如图3.7中虚线所示。可见电容滤波电路适用于负载较小的场合。当满足RLC（35）T/2时，则输出电压的平均值为 其中T为交流电源电压的周期。跳转到第一页8.4 稳压电路通过整流滤波电路所获得的直流电源电压是比较稳定的，当电网电压波动或负载电流变化时，输出电压会随之改变。电子设备一般都需要稳定的电源电压。如果电源电压不稳定，将会引起直流放大器的零点漂移，交流噪声增大，测量仪表的测量精度降低等。因此必须进行稳压，目前中小功率设备中广泛采用的稳压电源有并联型稳压电路、串联型稳压电路、集成稳压电路及开关型稳压电路。跳转到第一页硅稳压管组成的并联型稳压电路1. 电路组成及工作原理硅稳压管组成的并联型稳压电路如下图所示，经整流滤波后得到的直流电压作为稳压 电路的输入电压Ui，限流电阻R和稳压管V组成稳压电路，输出电压Uo=UZ。跳转到第一页稳压管稳压的直流电源电路跳转到第一页在这种电路中，不论是电网电压波动还是负载电阻RL的变化，稳压管稳压电路都能起到稳压作用，因为UZ基本恒定，而Uo=UZ。下面从两个方面来分析其稳压原理：（1）设RL不变，电网电压升高使Ui升高，导致Uo升高，而Uo=UZ。根据稳压管的特性，当UZ升高一点时，IZ将会显著增加，这样必然使电阻R上的压降增大，吸收了Ui的增加部分，从而保持Uo不变。 跳转到第一页反之亦然。跳转到第一页（2）设电网电压不变，当负载电阻RL阻值增大时，IL减小，限流电阻R上压降UR将会减小。由于Uo=UZ=Ui-UR，所以导致Uo升高，即UZ升高，这样必然使IZ显著增加。由于流过限流电阻R的电流为IR=IZ+IL，这样可以使流过R上的电流基本不变，导致压降UR基本不变，则Uo也就保持不变。 跳转到第一页反之亦然。在实际使用中,这两个过程是同时存在的，而两种调整也同样存在。因而无论电网电压波动或负载变化，都能起到稳压作用。 跳转到第一页2.稳压电路参数确定（1）限流电阻的计算。稳压电路要输出稳定电压，必须保证稳压管正常工作。因此必须根据电网电压和负载电阻RL的变化范围,正确地选择限流电阻R的大小。从两个极限情况考虑，则有当Ui为最小值，Io达到最大值时，即Ui=Uimin，Io=Iomax,这时IR=(Uimin-UZ)/R。则IZ=IR-Iomax为最小值。为了让稳压管进入稳压区，此时IZ值应大于IZmin，即IZ=(Uimin-UZ)/R-IomaxIZmin,则 跳转到第一页当Ui达最大值，Io达最小值时，Ui=Uimax，Io=Iomin,这时IR=(Uimax-UZ)/R，则IZ=IR-Iomin为最大值。为了保证稳压管安全工作，此时IZ值应小于IZmax，即IZ=(Uimax-UZ)/R-IominIZmax，则所以限流电阻R的取值范围为在此范围内选一个电阻标准系列中的规格电阻。 跳转到第一页（2）确立稳压管参数。一般取