模拟电子技术第章直流稳压电源B.docVIP

第8章 直流稳压电源 8.1 教学基本要求 主 要 知 识 点 教 学 基 本 要 求 熟练掌握 正确理解 一般了解 直流稳压电源的组成及分类 ? ? √ 单相桥式整流电路的工作原理及其主要性能指标 ?√ ? 滤波电路的工作原理及其主要参数 ? √ ? 稳压电路的主要性能指标 ? √ ? 串联反馈型线性稳压电路的组成及工作原理 ?√ ? 三端集成稳压器及其应用电路 √ ? ? 开关型稳压电路 ? ? √ 8.2 重点和难点 一、重点 单相桥式整流电路的工作原理及主要性能指标。 二、难点 串联型稳压电路的分析。 8.3 知识要点 整流电路 滤波电路 直流稳压电源 稳压电路 集成稳压器 开关式稳压电源 8.4 主要内容 一、直流稳压电源的组成 电子设备中需要直流电源，它们可以采用干电池、蓄电池或其它直流能源供电。但这些电源成本高，容量有限，在有交流电网的地方，一般采用将交流电变为直流电的直流稳压电源。 直流稳压电源一般由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成，如图8-1所示。 电源变压器：将电网供给的交流电变换成符合整流电路要求的交流电。 整流电路：将变压器二次侧的交流电压变换为单向脉动的直流电压。 滤波电路：将脉动的直流电压变换为平滑的直流电压。 稳压电路：将直流输出电压稳定，减少电源电压波动和负载变化对输出直流电压的影响。 二、整流电路 1．整流电路的分类 按交流电的类型：分为单相整流和三相整流。 按输出功率的大小：分为小功率整流和大功率整流。小功率直流电源一般采用单相整流；大功率直流电源一般采用三相整流。 按整流元件：分为可控整流和不可控整流。可控整流一般用可控硅元件，通过控制可控硅的导通角来控制输出电压的大小；不可控整流用二极管整流，输出电压大小不可控。 本课程只讨论单相、小功率、不可控整流电路。 表8-1 类型电路整流电压的波形 ID URM 特点 单相 半波 0.45U2 Io 电路简单，输出纹波大，电源的利用率低。 单相全波 0.9 U2 纹波小，二极管的反向电压高。 单相 桥式 0.9 U2 电路复杂，纹波小，二极管的反向电压小，应用最广。 2．整流电路的基本原理 利用整流二极管的单向导电性，将双向变化的交流电变成单向脉动的直流电。 3．单相整流电路及主要参数 设U2为变压器二次侧的电压有效值，为输出电压的直流分量（平均值），Io为输出平均电流，URM为二极管的最大反向电压，ID为流过二极管的平均电流。单相整流电路及主要参数如表8-1所示。 三、滤波电路 整流输出的直流电压脉动分量比较大，为减小脉动，在整流电路之后加上滤波电路。滤波分为电容滤波、电感滤波、复式滤波。 滤波电路是利用电容和电感对不同频率的信号表现出不同的电抗，构成低通滤波电路，以减小高频纹波成份。电容在高频时容抗小，和负载并联；电感在高频时感抗大，和负载串联，可使高频分量在负载上的分压大大降低，从而达到减小纹波的目的。 几种滤波电路的主要指标如表8-2所示。 表8-2 电路形式 URM ID 特点 电容滤波 半波整流 RLC越大，滤波效果越好。二极管的导通角小，冲击电流大。一般适应于输出电压较高，负载电流小且变化也小的场合。 全波整流 桥式整流 电感滤波 半波整流 0.45 U2 二极管的导通角大，无冲击电流。但由于铁心的存在，电磁干扰大。适应于输出电压较低，输出电流大且负载变化大的场合。 全波整流 0.9 U2 2 桥式整流 0.9 U2 四、稳压电路 为使输出的直流电压不随电源电压的波动、负载的变化而变化，还需要在滤波电路之后加稳压电路。稳压电路又分为并联型稳压电路和串联型稳压电路两大类。 1．并联型稳压电路 并联型稳压电路就是在滤波电路后，加上稳压管构成稳压电路，如图8-2所示。稳压管的选择应遵循： UZ＝Uo IZM＝(1.5 ~3) IOM UI = (2~3) Uo 当负载不变，输入电压UI波动使得输出电压Uo升高，其调节过程为： UI↑→Uo（UZ）↑→IZ↑→ IR↑→UR↑ Uo↓ 若输入电压UI不变，负载发生变化，如RL，其调节过程为： RL↓→Uo（UZ）↓→IZ↓→ IR↓→UR↓ Uo↑ 当负载电阻RL和输入电压UI一定时，电阻R