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模拟辅导 10 第九章 直流电源 一、概述 （一）直流电源的用途和主要技术要求 直流电源的主要用途是为电子电路或设备提供所需的直流能源。通常各种电 子电路都需要直流电压供电，而电网提供的是交流电，所以需要将电网的交流电 变换成电路要求的稳定的直流电压。直流电源就是完成这一转换功能的电路或设 备。它是电子电路中最常用的电路或设备。 对直流电源的主要技术要求有： l 、为电子电路提供合适的电压。一般从几伏到几十伏，有的电路要求上百 伏源的电压。 2 、要保证能提供足够的电流。因为电子电路靠直流电源提供能源，不仅要 求有一定的电压，还必须保证给出所需的电流，一般由几十毫安至几安以上的电 流。 3、要求提供的电压比较平滑，尽可能减小交流谐波，一般电子电路对纹波 都有一定的指标要求。 4 、要求电压要稳定。尤其是负载电流发生变化时，或电网电压波动时，直 流电源的电压应保持稳定，一般也有一定的指标要求。 （二）直流电源的组成 小功率直流电源一般包含：电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四 部分，如图 1 所示。 本章主要讲解整流电路、滤波电路和稳压电路。 图一 二、单相整流滤波电路 （一）单相整流电路的种类及性能比较 本章重点讲解单相桥式整流电路。因为它性能较好，目前应用最广泛，又具 有典型性。掌握了它的组成和工作原理，很容易理解其他种类整流电路，例如单 相半波整流电路和单相全波整流电路等。 为了深入理解桥式整流电路的性能，便于同其他两种整流电路在性能和波形 方面进行比较，现将三种整流电路的原理图、波形图、主要性能和优缺点教材上 列有表格，供读者参考。 （二）倍压整流的特点和工作原理 倍压整流电路的功能特点有两点： ( 1 ) 具有整流功能，能将交流电变换成直 流电； ( 2 ) 具有倍压的功能，可以得到变压器次级电压U 若干倍的直流输出电 2 压。 一般倍压整流电路主要是由二极管和电容组成。其工作原理是，利用二极管 的单向导电的性能，将交流电变成脉动的直流电压，并将得到的直流电压分别存 放在若干个电容上，然后将这些电容上存储的电压，按相同的极性串接起来输出， 从而得到高出每个电容存储电压若干倍的直流电压。 图 2 是一种二倍压整流电路。不难看出，D 和 D 起整流作用，C 和 C 起 1 2 1 2 储存电压作用。当 u 为正半周时，D 导通，脉动电流向C 充电，理想情况下 C 2 l 1 1 上电压值就为 2 U (U 为 u 的有效值）；当 u 为负半周时，D 导通，脉动电流 2 2 2 2 2 向C 充电，电压值为 2 U 。这两个电容上的电压都是上正下负，负载上的输出 2 2 电压 Uo应等于两个电容电压的串联相加，故输出电压为 Uo=2 2 U2 按上述道理，只要在电路上适当接入更多的二极管和电容，可以从多个电容 上相同极性的电压相加得到更高的直流电压，实现多倍压输出。 从图 2 也可看到，如果负载电流很大，二极管不理想，每个电容上的存储电 压会低于 2 U 而且有波动，所以这种倍压整流电路只适于负载电流较小的设备 2 中。 图二 图三 【 例 1 】全波整流电路如图 3