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华成英 hchya@tsinghua.edu.cn 第九章 直流稳压电源 第九章 直流电源 §9.1 直流电源的组成 §9.2 单相整流电路 §9.4 稳压管稳压电路 §9.3 滤波电路 9.1 直流电源的组成及各部分的作用 改变电压值通常为降压 交流变脉动的直流 减小脉动 1) 负载变化输出电压基本不变； 2) 电网电压变化输出电压基本不变。 直流电源是能量转换电路，将220V（或380V）50Hz的交流电转换为直流电。 半波整流 全波整流 在分析电源电路时要特别考虑的两个问题：允许电网电压波动±10％，且负载有一定的变化范围。 §10.2 单相整流电路 一、对整流电路要研究的问题 二、单相半波整流电路 三、单相桥式整流电路 9.2 单相整流电路 一、对整流电路要研究的问题 1. 电路的工作原理：即二极管工作状态、电路波形的分析 2. 输出电压和输出电流平均值：即输出脉动直流电压和电流平均值的求解方法 3. 整流二极管的选择：即二极管承受的最大整流平均电流和最高反向工作电压的分析 为分析问题简单起见，设二极管为理想二极管，变压器内阻为0。 整流二极管的伏安特性： 实际特性 理想化特性 理想二极管的正向导通电压为0，即正向电阻为0；反向电流为0，即反向电阻为无穷大。 二、单相半波整流电路 1. 工作原理 u2的正半周，D导通， A→D→RL→B，uO= u2 。 u2的负半周，D截止，承受反向电压，为u2； uO=0。 2. UO（AV）和 IL（AV）的估算 已知变压器副边电压有效值为U2 考虑到电网电压波动范围为±10％，二极管的极限参数应满足： （3）二极管的选择 三、单相桥式整流电路 u2的正半周 A→D1→RL→D3→B，uO= u2 u2的负半周 B →D2→RL→D4→ A，uO= -u2 四只管子如何接？ 集成的桥式整流电路称为整流堆。 1. 工作原理 若接反了呢？ 2. 输出电压和电流平均值的估算 3. 二极管的选择 考虑到电网电压波动范围为±10％，二极管的极限参数应满足： 与半波整流电路对二极管的要求相同 9.3 滤波电路 一、电容滤波电路 二、电感滤波电路 三、倍压整流电路 一、电容滤波电路 1. 工作原理 充电 放电速度与正弦 波下降速度相似 按指数规律下降 滤波后，输出电压平均值增大，脉动变小。 C 越大， RL越大，τ越大，放电越慢，曲线越平滑，脉动越小。 考虑整流电路的内阻 2. 二极管的导通角 导通角 无滤波电容时θ＝π。 有滤波电容时θ π，且二极管平均电流增大，故其峰值很大！ θ小到一定程度，难于选择二极管！ 简单易行，UO（AV）高，C 足够大时交流分量较小；不适于大电流负载。 3. 电容的选择及UO（AV）的估算 4. 优缺点 整流桥的简化画法 二、电感滤波电路 当回路电流减小时，感生电动势的方向阻止电流的减小，从而增大二极管的导通角。 电感对直流分量的电抗为线圈电阻，对交流分量的感抗为ωL。 适于大电流负载！ 三、倍压整流电路 分析时的两个要点：设①负载开路，②电路进入稳态。 u2负半周，u2加C1上电压对C2充电：P→D2→C2→A，最终 u2正半周C1充电：A→D1→C1→B，最终 P §10.2 稳压管稳压电路 一、稳压电路的性能指标 二、稳压管稳压电路 9.4 稳压管稳压电路 一、稳压电路的性能指标 1. 稳压系数 表明电网电压波动时电路的稳压性能。 在负载电流不变时，输出电压相对变化量与输入电压相对变化量之比。 2. 输出电阻 表明负载电流变化时电路的稳压性能。 在电网电压不变时，负载变化引起的输出电压的变化量与输出电流的变化量之比。 3. 纹波电压 测试出输出电压的交流分量。 二、稳压管稳压电路 稳定电压 UZ：稳压管的击穿电压 稳定电流 IZ：使稳压管工作在稳压状态的最小电流 最大耗散功率 PZM：允许的最大功率， PZM= IZM UZ 动态电阻 rz：工作在稳压状态时，rz＝ΔU / ΔI 1. 稳压管的伏安特性和主要参数 伏安特性 符号 2. 稳压管稳压电路的工作原理 为了使稳压管稳压电路输出大电流，需要加晶体管放大。 稳压原理：电路引入电压负反馈，稳定输出电压。 三、基本调整管稳压电路 不管什么原因引起UO变化，都将通过UCE的调节使UO稳定，故称晶体管为调整管。 若要提高电路的稳压性能，则应加深电路的负反馈，即提高放大电路的放大倍数。 四、集成稳压器（三端稳压器） 输出电压：5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V 输出电流：1.5A（W