电子技术基础（第五版）课件 第7章 直流稳压电路 .pptx

课题七直流稳压电路;

7.1概述;;

7.1.2直流电源演示

演示电路如图7.2所示，在图7.2(a)电路中，变压器的初级接220V交流电源。用示波器观察ab间的波形如图7.3(a)所示，观察1~0间的波形如图7.3(b)所示。合上开关S，再用示波器观察1~0间的波形如图7.3(c)所示。

如果加上稳压部分，如图7.2(b)所示，稳压电路采用三端稳压器W7809(三端稳压器将在7.3节中详细介绍)。用示波器观察2~0间的波形如图7.3(d)所示。;;;

7.2整流及滤波电路;;

单相半波整流电路及电压、电流的波形如图7.5所示，即;;

7.2.2单相半波整流电路的主要技术指标

1.输出电压平均值

在图7.5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，因此

3.二极管承受的最高反向电压URM

在二极管不导通期间，承受反向电压的最大值就是变压器次级电压u2的最大值，即;

4.脉动系数S

脉动系数S是衡量整流电路输出电压平滑程度的指标。由于负载上得到的电压Uo是一个非正弦周期信号，可用傅氏级数展开为

脉动系数的定义为最低次谐波的峰值与输出电压平均值之比，即;

7.2.3单相桥式整流电路

为了克服半波整流电路电源利用率低，整流电压脉动程度大的缺点，常采用全波整流电路，最常用形式是桥式整流电路。它由四个二极管接成电桥形式，如图7.6所示，其中图(a)、图(b)为单相桥式整流电路常见的两种电路画法，图(c)、图(d)为桥式整流电路简化画法。;;

1.电路组成及工作原理

在图7.6(a)所示电路中，当变压器次级电压u2为上正下负时，二极管VD1和VD3导通，VD2和VD4截止，电流i1的通路为a→VD1→RL→VD3→b，这时负载电阻RL上得到一个正弦半波电压，如图7.7中0~π段所示。当变压器次级电压u2为上负下正时，二极管VD1和VD3反向截止，VD2和VD4导通，电流i2的通路为b→VD2→RL→VD4→a，同样，在负载电阻上得到一个正弦半波电压，如??7.7中π~2π段所示。;;

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;

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，所以，每个二极管中流过的平均电流只有负载电流的一半，即;?;

5)脉动系数S

单相全波桥式整流输出电压uo的傅氏级数展开式为

即;

7.2.4滤波电路

1.电容滤波电路

图7.8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，得以使输出电压平滑，达到滤波目的。

;;

滤波过程及波形如图7.9所示。;;

利用电容滤波时应注意下列问题：

(1)滤波电容容量较大，一般用电解电容，应注意电容的正极接高电位，负极接低电位。如果接反则容易击穿、爆裂。

(2)开始时，电容C上的电压为零，通电后电源经整流二极管给C充电。通电瞬间流过二极管的短路电流称为浪涌电流，一般是正常工作电流io的5~7倍，所以选二极管参数时，正向平均电流的参数应选大一些。同时在整流电路的输出端，即在滤波电容前应串联一个限流电阻，以保护整流二极管。;

2.电感滤波及复式滤波电路

1)电感滤波电路

由于通过电感的电流不能突变，因此用一个大电感与负载串联，流过负载的电流也就不能突变，这样，输出电压的波形也就平稳了。其实质是因为电感对交流呈现很大的阻抗，频率愈高，感抗越大，则交流成分绝大部分降到了电感上，若忽略导线电阻，电感对直流没有压降，即直流均落在负载上，达到了滤波目的。电感滤波电路如图7.10所示。;;

2)复式滤波电路

为了进一步减小输出电压的脉动程度，可以用电容和铁芯电感组成各种形式的复式滤波电路。电感型LC滤波电路如图7.11所示。;

3)π型滤波电路

图7.12(a)所示为LCπ型滤波电路。整流输出电压先经电容C1，滤除了交流成分后，再加到L和C2组成的滤波电路中，C2上的交流成分极少，因此输出几乎是平直的直流电压。由于铁芯电感体积大、笨重、成本高、使用不便，因此，在负载电流不太大而要求输出脉动很小的场合，可将铁芯电感换成电阻，如图7.12(b)所示，即RCπ型滤波电路。电阻R对交流和直流成分均产生压降，故会使输出电压下降，但只