整流滤波和稳压电路

整流、滤波和稳压电路

第一节整流电路

电力网供给用户的是交流

电,而各类无线电装置需要用直

流电。整流,确实是把交流电变

成直流电的进程。利用具有单向

导电特性的器件,能够把方向和

大小交变的电流变换为直流电。下

面介绍利用晶体二极管组成的各类

整流电路。

一、半波整流电路

图5-一、是一种最简单的整流

电路。它由电源变压器B、整流二

极管D和负载电阻R fz,组成。变压器把市电电压(多为220伏)变换为所需要的交变电压e2,D再把交流电变换为脉动直流电。

下面从图5-2的波形图上看着二极管是如何整流的。

变压器砍级电压e2,是一个方向和大小都随时刻转变的正弦波电压,它的波形如图5-2(a)所示。在0~K时刻内,e2为正半周即变压器上端为正下端为负。现在二极管经受正向电压面导通,e2通过它加在负载电阻R fz上,在π~

2π时刻内,e2为负半周,变压器次级下端为正,上端为负。这时D经受反向电压,不导通,R fz,上无电压。在π~2π时刻内,重复0~π时刻的进程,而在3π~4π时刻内,又重复π~2π时刻的进程…如此反复下去,交流电的

负半周就被"削"掉了,只有正半周通过

R fz,在R fz上取得了一个单一右向

(上正下负)的电压,如图5-2(b)所示,

达到了整流的目的,可是,负载电压U sc。

和负载电流的大小还随时刻而转变,因此,

通常称它为脉动直流。

这种除去半周、图下半周的整流方式,叫半波整流。不难看出,半波整说是以"捐躯"一半交流为代价而换取整流成效的,电流畅用率很低(计算说明,整流得出的半波电压在整个周期内的平均值,即负载上的直流电压U sc =)因此经常使用在高电压、小电流的场合,而在一样无线电装置中很少采纳。

二、全波整流电路

若是把整流电路的结构作一些调整,能够取得一种能充分利用电能的全波整流电路。图5-3 是全波整流电路的电原理图。

全波整流电路,能够看做是由两个半波整流电路组合成的。变压器次级线圈中间需要引出一个抽头,把次组线圈分成两个对称的绕组,从而引出大小相等但极性相反的两个电压e2a、e2b,组成e2a、D一、R fz与e2b、D2、R fz,两个通电回路。

全波整流电路的工作原理,可用图5-4 所示的波形图说明。在0~π间内,e2a对Dl为正向电压,D1导通,在R fz上取得上正下负的电压;e2b对D2为反向电压,D2不导通(见图5-4(b)。在π-2π时刻内,e2b对D2为正

向电压,D2导通,在R fz 上取得的仍然是上正下负的电压;e2a 对D1为反向电压,D1 不导通(见图5-4(C )。

如此反复,由于两个整流元件D1、D2连番导电,结果负载电阻R fz 上在正、负两个半周作用期间,都有同一方向的电流通过,如图5-4(b )所示的那样,因此称为全波整流,全波整流不仅利用了正半周,而且还巧妙地利用了负半周,从而大大地提高了整流效率(U sc =,比半波整流时大一倍)。

图5-3所示的全波整滤电

路,需要变压器有一个使两头对

称的次级中心抽头,这给制作上

带来很多的麻烦。另外,这种电

路中,每只整流二极管经受的最

大反向电压,是变压器次级电压

最大值的两倍,因此需用能

经受较高电压的二极管。

图5-5(a )为桥式整流电路图,(b)图为

其简化画法。

三、桥式整流电路

桥式整流电路是利用最多的一种整流电

路。这种电路,只要增加两只二极管口连接成"

桥"式结构,便具有全波整流电路的优势,而同时在必然程度上克服了它的缺点。

桥式整流电路的工作原理如下:e2为正半周时,对D1、D3和方向电压,Dl,D3导通;对D2、D4加反向电压,D2、D4截止。电路中组成e2、Dl、R fz、D3通电回路,在R fz,上形成上正下负的半波整洗电压,e2为负半周时,对D2、D4加正向电压,D2、D4导通;对D1、D3加反向电压,D1、D3截止。电路中组成e2、D2R fz、D4通电回路,一样在R fz上形成上正下负的另外半波的整流电压。

上述工作状态别离如图5-6(A)(B)所示。

如此重复下去,结果在R fz,上便取得全波整流电压。其波形图和全波整流波

形图是一样的。从图5-6中还不难看出,桥式电路中每只二极管经受的反向电压等于变压器次级电压的最大值,比全波整洗电路小一半!

需要专门指出的是,二极管作

为整流元件,要依照不同的整

流方式和负载大小加以选择。。

如选择不妥,那么或不能平安

工作,乃至烧了管子;或牛鼎

烹鸡,造成浪费。表5-1 所列

参数可供选择二极管时参考。

"另外,在高电压或大电流

的情形下,若是手头没有经受高电压或整定大电滤的整流

元件,能够把二极管串联或并联起来利用。

图5-7 示出了二极管并联的情形:两只二极管并联、

每只分担电路总电流的一半口三只二极管并联,每只分担电路总电流的三分之一。总之,有几只二极管并联,"流经每只二极管的电流就等于总电流的几分之一。可是,在实际并联运历时",由于各二极管特性不完全一致,不能均分所通过的电流,会使有的管子困负担过重而烧毁。因此需在每只二极管上串联一只阻值相同的小电阻器,使各并联二极管流过的电流接近一致。这种均流电阻R一样选用零点几欧至几十欧的电阻器。电流越大,R应选得越小。

图5-8示出了二极管串联的情形。显然在理想条件下,有几尽管子串联,每尽管子经受的反向电压就应等于总电压的几分之一。但因为每只二极管的反向电阻不尽相同,会造成电压分派不均:内阻大的二极管,有可能由于电压太高而被击穿,并由此引发连锁反映,逐个把二极管击穿。在二极管上并联的电阻R,能够使电压分派均匀。均压电阻要取阻值比二极管反向电阻值小的电阻器,各个电阻器的阻值要相等

第二节滤波电路

交流电通过二极管整流以后,方向单一了,可是大小(电流强度)仍是处在不断地转变当中。这种脉动直流一样是不能直接用来给无线电装供电的。要把脉动直流变成波形滑腻的直流,还需要再做一番“填平取齐”的工作,这即是滤波。换句话说,滤波的任务,确实是把整流器输出电压中的波动成份尽可能地减小,改造成接近恒稳的直流电。

一、电容滤波

电容器是一个

贮存电能的仓库。在

电路中,当有电压加

到电容器两头的时候,便对电容器充电,把电能贮存在电容器中;当外加电压失去(或降低)以后,电容器将把贮存的电能再放出来。充电的时候,电容器两头的电压慢慢升高,直到接近充电电压;放电的时候,电容器两头的电压慢慢降低,直到完全消失。电容器的容量越

大,负载电阻值越大,充电和放电所需要的时刻越长。这种电容带两头电压不能

突变的特性,正好能够用来承担滤波的任务。

图5-9是最简单的电容滤波电路,电容器与负载电阻并联,接在整流器后面,下面以图5-9(a)所示半波整施情形说明电容滤波的工作进程。在二极管导通

期间,e2向负载电阻R fz提供电流的同时,向电容器C充电,一直充到最大值。e2达到最大值以后慢慢下降;而电容器两头电压不能突然转变,仍然维持较高电压。这时,D受反向电压,不能导通,于是Uc便通过负载电阻R fz放电。由于C和R fz较大,放电速度很慢,在e2下降期间里,电容器C上的电压降得不多。当e2下一个周期来到并升高到大于Uc时,又再次对电容器充电。如此重复,电容器C两头(即负载电阻R fz:两头)便维持了一个较平稳的电压,在波形图

上呈现出比较滑腻的波形。图5-10(a)(b)中别离示出半波整流和全波整流时电容滤波前后的输出波形。

显然,电容量越大,滤波成效越好,输出波形越趋于滑腻,输出电压也越高。可是,电容量达到必然值以后,再加大电容量对提高滤波成效已无明显作用。通常应依照负载电用和输出电说的大小选择最正确电容量。表5-2中所列滤波电容器

容量和输出电流的关系,可供参考。电容器的耐压值一样取的1.5倍。表5-3中列出带有滤波器的整流电路中各电压的关系。

表一、

输出电流2A左右1A左右-1A左右-0.5A100-50mA50mA以下滤波电容4000u2000u1000u500u200u-500u200u

表二、

输入交流电压(有效值)负载开路时的

输出电压

带负载时的

输出电压

每管承受的最

大反向电压

半波整流全波整流桥式整流

E2

E2+E2

E2

采纳电容滤波的整流电路,输出电压随时出电流转变较大,这关于转变负载(如乙类推挽电路)来讲是很不利的。

二、电感滤波

利用电感对交流阻抗大而对直流用抗小的特点,能够用带铁芯的线圈做成滤波器。电磁滤波输出电压较低,相输出电压波动小,随负载转变也很小,适用于负载电流较大的场合。

三、复式滤波器。

把电容按在负载并联支路,把电感或电阻接在串联支路,能够组成复式滤波器,达到更佳的滤波成效口这种电路的形状很象字母π,因此又叫π型滤波器。

图5-12所示是由电磁与电容组成的LC滤波器,其滤波效能很高,几乎没有直流电压损失,适用于负载电流较大、要求纹波很小的场合。可是,这种滤波器由于电感体积和重量大(高频时可减小),比较笨重,本钱也较高,一样情形下利用得不多。

由电阻与电容组成的RC滤波器示于图5-13中。这种复式滤波器结构简单,能兼起降压、限流作用,滤波效能也较高,是最后用的一种滤波器。上述两种复式滤波器,由于接有电容,带负载能力都较差.

第三节倍压整流电路

在一些需用高电压、小电流

的地址,常常利用倍压整流电

路。倍压整流,能够把较

低的交流电压,用耐压较

低的整流二极管和电容器,

“整”出一个较高的直流电压。

倍压整流电路一样按输出电压

是输入电压的多少倍,分为二倍

压、三倍压与多倍压整流电路。

图5一14是二倍压整流电路。电路由变压器B、两个整流二极管D1、D2及两个电容器C一、C2组成。其工作原理如下:

e2正半周(上正下负)时,二极管D1导通,D2截止,电流通过D1对C1充电,将电容Cl上的电压充到接近e2的峰值,并大体维持不变。e2为负半周(上负下正)时,二极管D2导通,Dl截止。现在,Cl上的电压Uc1=

与电源电压e2串联相加,电流经D2对电容C2充电,充电电压Uc2=e2峰值+

1.2E2≈。如此反复充电,C2上的电压就大体上是了。它的值是变压器电级电压的二倍,因此叫做二倍压整流电路。

在实际电路中,负载上的电压Usc= 。整流二极管D1和D2所经受的最高反

向电压均为。电容器上的直流电压Uc1=,Uc2=。能够据此设计电路和选择元件。

在二倍压整流电路的基础上,再加一个整流二极管D3和-个滤波电容器C3,就能够够组成三倍压整流电路,如图5-15所示。三倍压整流电路的工作原理是:

在e2的第一个半周和第二个半周与二倍压整流电路相同,即C1上的电压被充电到接,C2上的电压被充电到接近。当第三个半周时,D1、D3

导通,D2截止,电流除经D1给C1充电外,又经D3给C3充电, C3上的充电

电压Uc3=e2峰值+Uc2一Uc1≈如此,在RFZ,,上就能够够输出直流电压Usc=Uc1i+Uc3≈+=3√2 E。,实现三倍压整流。

在实际电路中,负载上的电压Ufz≈整流二极管D3所承妥的最高反向电压也是电容器上的直流电压为。

照如此方法,增加多个二极管和相同数量的电容器,既能够组成多倍压整流电路,见图5一16。当n为奇数时,输出电压从上端掏出:当n为偶数时,输出电压从下端掏出。

必需说明,倍压整流电路只能在负载较轻(即Rfz较大。输出电流较小)的情形下工作,不然输出电压会降低。倍压越高的整疏电路,这种因负载电流增大阻碍输出电压下降的情形越明显。

用于倍压整流电路的二极管,其最高反向电压应大于。可用高压硅

整流堆,其系列型号为2DL。如2DL2/0.2,表示最高反向电压为2千伏,整流电流平均值为200毫安。倍压整流电路利用的电容器容量比较小,不用电解电容

器。电容器的耐压值要大于1.5x,在利用上才平安靠得住。

第四节简单的稳压电路

交流电通过整流能够变成直流电,可是它的电压是不稳固的:供电

电压的转变或用电电流的转变,都能引发电源电压的波动。要取得稳固

不变的直流电源,还必需再增加稳压电路。

要了解稳压电路的工作,得从稳压管提及。

一、有“特异功能”的二极管稳压管

一样三极管都是正向导通,反向截止;加在二极管上的反向电压、若是超过二极管的经受能力,二极管就要击穿损毁。可是有一种二极管,它的正向特性与一般二极管相同,而反向特性却比较特殊:当反向电压加到必然程度时,尽管管子呈现击穿状态,通过较大电流,却不损毁,而且这种现象的重复性专门好;反过来着,只要管子处在击穿状态,尽管流过管子的电在转变专门大,而管子两头的电压却转变极小起到稳压作用。这种特殊的二极管叫稳压管。

稳压管的型号有2CW、2DW 等系列,它的电路符号如图5-17所示。

稳压管的稳压特性,可用图5一18所示伏安特性曲线很清楚地表示出来。

稳压

管是利用

反向击多

区的稳压

特性进行

工作的,因此、稳压管在电路中要反向连接。稳压管的反向击穿电压称为稳固电压、不同类型稳压管的稳固电压也不一样,某一型号的稳压管的稳压值固定在口定范围。例如:2CW11的稳压值是伏到4.5伏,其中某一尽管子的稳压值可能是3.5伏,另一尽管子那么可能是4,2伏。

在实际应用中,若是选择不到稳压值符合需要的稳压管,能够选用稳压值较低的稳压管,然后串联一办或几只硅二极管“枕垫”,把稳固电压提高到所需数值。这是利用硅二极管的正向压降为0.6~0.7伏的特点来进行稳压的。因此,二极管在电路中必需正向连接,这是与稳压管不同的。

稳压管稳压性能的好坏,能够用它的动态电阻r来表示:

显然,关于一样的电流转变量ΔI,稳压管两头的电压转变量ΔU越小,动态电阻越小,稳压管性能就越好。

稳压管的动态电阻是随工作电流转变的,工作电流越大。动态电阻越小。因此,为使稳压成效好,工作电流要选得合。工作电流选得大些,能够减小动态电阻,但不能超过管子的最大许诺电流(或最大耗散功率)。各类型号管子的工作电流和最大许诺电流,能够从手册中查到。

稳压管的稳固性能受温度阻碍,当温度转变时,它的稳固电压也要发生转变,经常使用稳固电压的温度系数来表示这种性能例如2CW19型稳压管的稳固电压Uw= 12伏,温度系数为%℃ ,说明温度每升高1℃,其稳固电压升高毫伏。为提高电路的稳固性能,往往采纳适当的温度补偿方法。在稳固性能要求很高时,需利用具有温度补偿的稳压,如2DW7A、2DW7W、2DW7C等。

二、硅稳压管稳压电路

由硅稳压管组成的简单稳压电路如图5-l9(a)所示。硅稳压管DW与负载Rfz,并联,R1为限流电阻。

那个电路是如何进行稳压的呢?假设电网电压升高,整流电路的输出电压Usr也随之升高,引发负载电压Usc升高。由于稳压管DW与负载Rfz并联,Usc 只要有根少一点增加,就会使流过稳压管的电流急剧增加,使得I1也增大,限流电阻R1上的电压降增大,从而抵消了Usr的升高,维持负载电压Usc大体不

变。反之,假设电网电压降低,引发Usr下降,造

成Usc也下降,那么稳压管中的电流急剧减小,

使得I1减小,R1上的压降也减小,从而抵消了Usr的下降,维持负载

电压Usc大体不变。

假设Usr 不变而负载电流增加,那么R1上的压降增加,造成负载电压Usc下降。Usc只要下降一点点,稳压管中的电流就迅速减小,使R1上的压降再减小下来,从而维持R1上的压降大体不变,使负载电压Usc得以稳固。

综上所述能够看出,稳压管起着电流的自动调剂作用,而限流电阻起着电压调整作用。稳压管的动态电阻越小,限流电阻越大,输出电压的稳固性越好。

那么如何选择稳压管和限流电阻呢?

1.因为稳压管是与负载并联的,因此稳田管的稳固电压应该等于负载直流电压,即Uw=Usc。稳压管最大稳固电流的选择,要考虑到特殊情形下稳压管通过的最大电流:一种情形是,当负载电流Ifz=0时,全数最大负载电流Ifzmax 都通过稳压管;另一种情形是,输入电压Usr,升高,也会引发通过稳压管电流

增大。一样取稳压管最大电流选用动态电阻小、电压温度系数小的稳压管,有利于提高电压的稳固度。

2.限流电阻R1可由式中算出:因为Usr 、和Ifz都是转变的,为了保证Ifz=0时Iw不起超过稳压管的最大稳固电流,R1要足够大,为了保证稳固作用,又必需保证在Usr,最小时,Iw大于稳压管的最小稳固电流。综合上述两右面的考虑,限流电阻R1的选择范围是:

图5-l9(A)所示电路简单靠得住,可是稳固电压不能调整,负载电流过小,一样多用做电路前级的稳压和其他电源的参考电压。

采纳两级硅稳压管稳压电路,能够输出两种稳固电压U1和Usc,并能进一步提高稳压成效。电路见图5-19(b)

三、串联型稳压电路

串联型稳压电路是比较经常使用的一

种电路。电

路如图5-20(a)所示。

三极管BG在电路申是调整元件,它很有“见风使舵”的本领,每当由于供电或用电发生转变,电路输出电压波动欲起的时候,它都能及时地加以调剂,使输出电压维持大体稳固,因此它被称做调整管口因为在电路中作为调整元件的三极管是与负载相串联的,因此这种电路叫串联型稳压电路。稳压管DW为调整管提供基准电压,使调整管基极电位不变。R1是DW的爱惜电阻,限制通过DW的电流,起爱惜稳压管的作用。Rfz,是负载电阻,是BG的直流通路。

BG和DW配合“默契”,保证电路格出稳固的用压。电路稳压进程是这佯的:若是输人电压Usr增大,使输出电压Usc。增大时,由于Ub=Uw固定不变,调整管基棗射间电压Ube。=Ub-Usc将减小,基流Ib随之减小,而管压降Uce,随之增大,从而抵消了Usc增大的部份,使Usc,大体稳固。若是负载电流Isc 增大,使输出电压Usc减小时,由于Ub固定,Ube将增大,令人增大,Uce减小,也一样地使Usc大体稳固。

从上面分析中能够看到,调整管既象是一个自动的可变电阻:当输出电压增大时,它的“阻值”就增大,分担了大出来的电压;当输出电压减小时,它的“阻值”就减小,补足了小下去的电压。不管是哪一种情形,都使电路维持输出一个稳固的电压。“指挥”调整管转变的是输出电压的转变量?Usc;正是ΔUsc操纵调整管的基极电流Ib,才使得调整管随着ΔUsc转变。换句话说,是不稳固的输出电压,驱动调整管去稳固输出电压。

若是把所示稳压电路的形式略微改变一下,画成图5-20(b)样子的话,不难看出,原先串联型稳压电路确实是一个射极跟从器。R1是上偏置电阻,稳压管DW是下偏置电阻,输出电压是从发射极电阻Rfz上掏出的。

第五节直流稳压电源电路

稳压电源一样由变压器、整流器和稳压器三大部份组成,如图5一21所示。变压器把市电交流电压变成所需要的低压交流电。整流器把交流电变成直流电。经滤波后,稳压器再把不稳固的直流电压变成稳固的直流电压输出。

一、稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求

稳压电源的技术指标能够分为两大类:一类是特性指标,如输出电压、输出电滤及电压调剂范围;另一类是质量指标,反映一个稳压电源的好坏,包括稳固度、等效内阻(输出电阻)、纹波电压及温度系数等。·对稳压电源的性能,要紧有以下四个万面的要求

1.稳固性好

当输入电压Usr(整流、滤波的输出电压)在规定范围内变更时,输出电压Usc的转变应该很小一样要求。

由于输入电压转变而引发输出电压转变的程度,称为稳固度指标,经常使用

稳压系数S来表示:S的大小,反映一个稳压电源克伏输入电压转变的能力。在一样的输入电压转变条件下,S越小,输出电压的转变越小,电源的稳固度越高。通常S约为。

2.输出电阻小

负载转变时(从空载到满载),输出电压Usc,应大体维持不变。稳压电源这方面的性能可用输出电阻表征。

输出电阻(又叫等效内阻)用rn表示,它等于输出电压转变量和负载电流转变量之比。

rn反映负载变更时,输出电压维持恒定的能力,rn越小,那么Ifz转变时输出电压的转变也越小。性能优良的稳压电源,输出电阻可小到1欧,乃至0.01欧。

3.电压温度系数小

当环境温度转变时,会引发输出电压的漂移。良好的稳压电源,应在环境温度转变时,有效地抑制输出电压的漂移,维持输出电压稳固,输出电压的漂移用

温度系数KT来表示:

4.输出电压纹波小

所谓纹波电压,是指输出电压中50赫或100赫的交流分量,通经常使用有效值或峰值表示。通过稳压作用,能够使整流滤波后的纹波电压大大降低,降低的倍数反比于稳压系数S。

上节介绍的串联型稳压电路,用做一种简单的稳压电源,能够知足一样无线电爱好者的需要。可是,这种电源还有许多“天生的”缺点,要提高对性能的要

求,就必需再做一些改良。从以下四

个右面对它的性能加以改善,即可做

成一台有有效价值的稳压电源了。这

确实是:增加放大环节,提高稳

固性,使输出电压可调;用复合

管做调整管,使输出电流增大;增加

爱惜电路,使电源工作平安靠得住。

二、带有放大环节的稳压电源

输出电压的转变量△Usc是很微弱的,它对调整管的操纵作用也很弱,因此稳压成效不够好,带有放大环节的稳压电源,确实是在电路中增加一个直流放大器,把微弱的输出电压转变量先加以放大,再去操纵调整管,从而提高对调整管的操纵作用,使稳压电源的稳固性能取得改善。图5-22 是带有放大环节的稳压电源电路。

图中,BG1是调整管,BG2是比较放大管。输出电田转变量△Usc的一部份与基准电压Uw 比较,并经BG2放大后进到了BG1的基极。Rc 是BG2的集电极电阻,又是BG1的上偏置电阻。R一、R2是BG2的上、下偏置电阻,组成份压电路,把ΔUsc的一部份作为输出电压的取样,送给BG2的基极,因此又叫取样电路 R2 上的电压Ub2:叫取样电压。DW和R3组,成稳压电路,提供基准电压

从电路路中能够看出,当输出电压Usc下降的时候,通过R1 、R2组成的分压电路的作用,BG2的基极电位Ub2也下降了。由于基准电压UW 使BG2的发射极电位维持不变,Ubc2 :=Ub2,一UW随之减小。于是BG2集电极电流Ic:减小,Uc2增高,即BG1的基极电位Ub1增高,使Icl增加,管压降Uce1减小,从而致使输出电压Usc维持大体稳固。BG2的放大倍数越大,调整作用就越强,输出电压就越稳固。

若是输出电压Usc增高时,一样道理,又会通过反馈作用使Usc减小,维持输出电压大体不变。

下面谈谈各元件的选取原那么。前面已经提到,Rc是放大级的负载电阻,又相当于调整管的偏置电阻。Rc大,放大倍数大,有利于提高稳压器指标,但Rc过大会使BG2和调整管电流过小,限制了负载电流和调整范围。通常Rc依照以下公式选取:

Usrmin为整流输出的最小电压。Ic2可取1~3毫安。稳压管DW的稳固电压Uw,选择范围比较宽,只要不使BG2饱和(即Uw比Usc低2伏以下)都可。Uw取得大,取样电压可大些,有利于提高稳压性能。限流电阻R3通过的电流I3,应该

等于DW的稳固电流,那应知足下述关系:

输入电压Usr应大于输出电压Usc3~8伏。Usr过小,调整管容易饱和而起不到调整作用;Usr过大,那么增加管子花费,并浪费功率。整流纹波小的,Usr

可取低些;纹波大的,Usr应取高些。

调整管BG1的β值要尽可能大,

为此能够利用复仓管。调整管的

功耗也要足够大,应知足下式要求:

Usrmax为

电网电压最高时的整流输出电压。

放大管BG2也要选用β值大的

管子,以增强对调整管的操纵作用,

使输出的更稳固。在Usc较大的稳压电路中,还应注意BG2所能经受的反向电压,应选取的晶体管。

分压电阻(R1+R2)要适当小些,以提高电路性能。通常取流过度压电阻的

电流大于放大管基极电流的5-10倍。分压比决定于输出电压Usc和参考

电压Uw,由下式决定:一样可先选定R1 或R2,再通过计算调整另外一只电阻器,分压比要选得大些,一样选0.5~0.8。

三、输出电压可调的稳压电源

从上面电路能够看到,输出电压与基准电压之间的关系,是由分压电路来“调配”的。在基准电压必然的情形下,改变分压比,就能够够在必然范围里改变输出电压。在R1与R2之间加接一个电位器W(见图5- 23),即能够实现输出电压在必然范围内持续可调。

四、用复合管做调整管的稳压电源

在稳压电源中,负载电流Ifz要流过调整管,输出大电流的电源必需利用大功率的调整管,这就要求有足够大的电流供给调整管的基极,而比较放大电路供不出所需要的大电流,另一方面,调整管需要有较高的电流放大倍数,才能

有效地提高稳压性能,可是大功率管一样电流放大倍数都不高。解决这些矛盾的方法,是给原有的调整管再配上一个或几个“助手”,组成复合管。用复合管做调整管的稳压电源电路如图5一24所示。

用复合管做调整管时,BG2的反向电流Iceo2将被放大,尤其是采纳大功率锗管时,反向截止电流Icbo比较大,并随温度增高按指数增加,很容易造成高温空载时稳压电源的失控,使输出电压Usc增大。误差信号ΔUsc经放大加到BG2的级基极来减少Ic人,可能迫使BG2截止。为了使调整管在不同温度下都工作在放大区,常在BG1的基极加电阻(R7)接到电源的正极(如图5一24)

或负极。在温度或负载转变不大或全用硅管时,可不加

那个电阻。

R7的数值,

可近似由下式决定:

五、带有爱惜电路的稳

压电源。

在稳压电路中,要采取短路爱惜方法,才能保证平安靠得住地工作。一般保险丝熔断较慢,用加保险丝的方法达不到爱惜作用,而必需加装爱惜电路。

爱惜电路的作用是爱惜碉整管在电路短路、电流增大时不被烧毁。其大体方式是,当输出电流超过某一致值时,使调整管处于反向偏置状态,从而截止,自动切断电路电流。

爱惜电路的形式很多。图5-25是二极管爱惜电路,由二极管D和检图5-25 二极管爱惜电路测电阻R0组成。正常工作时,尽管二极管两头的电压上低下场,但二极管仍处于反向截止状态。负载电流增大到必然数值时,电阻RO上的压陷ROIe 加大,使二极管导通。由于UD=Ube1+RO Ie,而二极管的导通电压UD是必然的,那么Ube1被迫减小,从而使Ie限制到必然值,达到爱惜调整管的目的。在利历时,二极管要选用UD 值大的。

图5-26是三极管爱惜电路。由三极管BG2和分压电阻R4、R5组成。电路正常工作时,通过R4与R5的压作用,使得BG2的基极电位比发射极电位高,发射结经受反向电压。于是BG2处于截止状态(相当于开路),对稳压电路没有阻碍。当电路短路时,输出电压为零,BG2的发射极相当于接地,那么BG2处于饱和导通状态(相当于短路),从而使调整管BG1基极和发射极近于短路,而处于截止状态,切断电路电流,从而达到爱惜目的。

第六节一有效稳压电源,

图5一27是一个可供实际应用的串联型稳压电源电路。其输出电压Usc=6~12伏持续可调,输出电流Isc=500毫安。各部份的电路工作原理已在前面各节作了分析,下面再就电路设计中的一些参数的选取问题,作些补充分析。

一、变压;整流滤波部份

调整管为了保征工作在放大区,需要有必然的管压降Uce,一样取:

。Uce选得大,可调整范围宽,适应性好,但调整管的

功率损耗Uce Ie较大。依照上述原那么可得:式中Uscmax 为稳压电源输出电压的最大值,它由Usc的可调范围决定,可取:

那么:

整流电路的输出电流,包括电源的负载电流(已定为500毫安)、取样电阻R一、W、R2的电流、稳压管限流电阻R2的电流、爱惜电路偏置电阻R4、R5的电流,因此整流输出电流要大于电源负载电流。现取550毫安。

依照表5-3在电容滤波电路中带负载时的输出电压为由此能够得出变压器次级电压为取E2=18伏

整流二极管经受的最大反向电压为二极

管通过的是大电流为因此可这用2CP21A型整流管(最高反向工作电压50伏,额定整定电流300毫安)。

依照表5-2,选取滤波电容C1为1000微法;依照电容耐压值为

1.5×√2E2=27伏,可选耐压值为50伏。

稳压电路部份,可分为取样和调压、基准电压、比较放大、调整放大、爱惜电路五个部份(见图5一27)。下面别离加以表达:

二、基准电压部份

所选稳压管的基准电压Uw,应低于输出电压Usc最小值2伏,但不能太低。那个地址选取2Cw7B型稳压管,其稳固电压4~4.5伏,稳固电流10毫安,最大稳固电流45毫安。稳压管工作电流适当大些,其动态电阻就会更小。从图5?/P>27中可知,Iw=I3一Ie3,Ie3为比较放大管的发射极电流,在………………………

欲知后事如何且听下部份解。估量在一九九九年能够出炉

整流滤波与稳压电路实验报告

整流滤波与稳压电路实验报告 整流滤波与稳压电路实验报告 一、引言 电子技术在现代社会中起着重要的作用,而电路是电子技术的基础。在电路实 验中,整流滤波与稳压电路是常见的实验内容。本实验旨在通过实际操作,探 索整流滤波与稳压电路的原理和应用。 二、实验目的 1. 了解整流滤波电路的原理和特点; 2. 掌握稳压电路的原理和设计方法; 3. 实际搭建整流滤波与稳压电路,观察电路的输出特性。 三、实验原理 1. 整流滤波电路 整流滤波电路是将交流电转换为直流电的电路。在实验中常用的整流电路有单 相半波整流电路和单相全波整流电路。半波整流电路只能利用交流电的一半周期,而全波整流电路则能利用交流电的整个周期。为了减小输出波形中的纹波,需要加入滤波电路,常用的滤波电路有电容滤波电路和电感滤波电路。 2. 稳压电路 稳压电路是在输入电压变化时,通过控制电路元件的导通和截止,使输出电压 保持稳定的电路。常见的稳压电路有简单稳压电路、Zener稳压电路和集成稳 压电路。其中,简单稳压电路通过二极管的正向压降来稳定输出电压,Zener 稳压电路则利用Zener二极管的反向击穿特性来实现稳压。 四、实验步骤

1. 整流滤波电路实验步骤: (1)搭建单相半波整流电路,连接电源和负载电阻; (2)观察输出电压波形,记录纹波电压的大小; (3)在输出端并联适当容量的电容,搭建电容滤波电路; (4)观察滤波后的输出电压波形,记录纹波电压的大小。 2. 稳压电路实验步骤: (1)搭建简单稳压电路,将Zener二极管与负载电阻串联; (2)调节输入电压,观察输出电压的稳定性; (3)更换Zener二极管,观察输出电压的变化; (4)搭建集成稳压电路,观察其输出电压的稳定性。 五、实验结果与分析 1. 整流滤波电路实验结果: (1)单相半波整流电路输出的纹波电压较大,波形不稳定; (2)加入电容滤波电路后,输出电压波形更加平滑,纹波电压减小。 2. 稳压电路实验结果: (1)简单稳压电路能够在一定范围内稳定输出电压; (2)更换Zener二极管后,输出电压发生变化; (3)集成稳压电路输出电压稳定性较好。 六、实验总结 通过本次实验,我们深入了解了整流滤波与稳压电路的原理和应用。在整流滤波电路中,电容滤波能有效减小输出波形的纹波,使输出电压更加稳定。而稳压电路则能在输入电压变化时,保持输出电压的稳定性。通过实际操作,我们

整流、滤波和稳压电路

整流、滤波和稳压电路 滤波电路 交流电经过二极管整流之后,方向单一了,但是大小(电流强度)还是处在不断地变化之中。这种脉动直流一般是不能直接用来给无线电装供电的。要把脉动直流变成波形平滑的直流,还需要再做一番“填平取齐”的工作,这便是滤波。换句话说,滤波的任务,就是把整流器输出电压中的波动成分尽可能地减小,改造成接近恒稳的直流电。 一、电容滤波 电容器是一个储存电能的仓库。在电路中,当有电压加到电容器两端的时候,便对电容器充电,把电能储存在电容器中;当外加电压失去(或降低)之后,电容器将把储存的电能再放出来。充电的时候, 电容器两端的电压逐渐升高,直到接近充电电 压;放电的时候,电容器两端的电压逐渐降低, 直到完全消失。电容器的容量越大,负载电阻值 越大,充电和放电所需要的时间越长。这种电容 带两端电压不能突变的特性,正好可以用来承担 滤波的任务。 图5-9是最简单的电容滤波电路,电容器与负载电阻并联,接在整流器后面,下面以图5-9(a)所示半波整施情况说明电容滤波的工作过程。在二极管导通期间,e2 向负载电阻R fz提供电流的同时,向电容器C充电,一直充到最大值。e2 达到最大值以后逐渐下降;而电容器两端电压不能突然变化,仍然保持较高电压。这时,D受反向电压,不能导通,于是Uc便 通过负载电阻R fz放电。由于C和R fz较大,放电 速度很慢,在e2 下降期间里,电容器C上的电压降 得不多。当e2 下一个周期来到并升高到大于Uc时, 又再次对电容器充电。如此重复,电容器C两端(即 负载电阻R fz:两端)便保持了一个较平稳的电压, 在波形图上呈现出比较平滑的波形。

整流滤波稳压电路原理

整流滤波稳压电路原理 一、引言 稳压电路是现代电子设备中常用的一种电路,其作用是将不稳定的输入电压转换为稳定的输出电压,以保证电子设备的正常工作。而整流滤波稳压电路则是稳压电路中的一种重要形式,本文将详细介绍整流滤波稳压电路的原理和工作过程。 二、整流滤波稳压电路的原理 整流滤波稳压电路主要包括整流电路和滤波电路两部分。整流电路的作用是将交流输入电压转换为直流电压,而滤波电路则用于去除直流电压中的纹波,得到稳定的直流输出电压。 1. 整流电路 整流电路采用整流元件(如二极管)将输入电压的负半周期或正半周期截取,使其成为单向导通的电流。常见的整流电路有半波整流电路和全波整流电路两种。 (1)半波整流电路 半波整流电路只能将输入电压的正半周期截取,而负半周期则被截去。其电路中只需一个二极管即可实现,结构简单、成本低廉,但输出电压的纹波较大,稳定性较差。 (2)全波整流电路

全波整流电路能够将输入电压的正半周期和负半周期均截取。其电路中一般采用两个二极管,实现了电流的双向导通。相比半波整流电路,全波整流电路的输出电压波动较小,稳定性较好。 2. 滤波电路 滤波电路的作用是将整流后的直流电压中的纹波去除,得到稳定的直流输出电压。常见的滤波电路有电容滤波电路和电感滤波电路两种。 (1)电容滤波电路 电容滤波电路通过在电路中串联一个电容器,将纹波电压的高频成分通过电容器绕过,从而实现对纹波的滤波作用。电容滤波电路具有结构简单、成本低廉的优点,但对于低频纹波的滤波效果较差。 (2)电感滤波电路 电感滤波电路通过在电路中串联一个电感元件,利用电感元件的自感性质,将纹波电压的低频成分通过电感元件绕过,从而实现对纹波的滤波作用。电感滤波电路对于低频纹波的滤波效果较好,但结构复杂、成本较高。 三、整流滤波稳压电路的工作过程 整流滤波稳压电路的工作过程如下: 1. 输入电压经过整流电路,将交流电压转换为直流电压。

整流滤波与并联稳压电路

实验2.5 整流、滤波与稳压电路 一、实验目的 1、掌握单相半波、全波、桥式整流电路的工作原理及测量方法。 2、观察了解电容滤波作用及测量方法。 3、了解稳压二极管的稳压作用。 二、实验原理 整流是把交流电变成单向脉动直流电的过程,整流的基本器件是整流二极管。利用其单向导电性即可把交流电转换成直流电。半波整流和桥式整流电路分别如 图2.5.1和图2.5.2所示。 在图2.5.1中,经过半波整流后负载上得的直流电压为(K打开时) U L =0.45U 2 (其中U 2 为副边电压的有效值)。 在图2.5.2中,经过桥式整流后负载(R + R L )上的得到的直流电压为(K 1 、 K 2同时打开时)U 34 =0.9U 2 。 在图2.5.2中,滤波作用则是降低输出电压中的脉动成分,得到较为理想的 直流电源,常用的滤波电路有C型、π型和T型。对于桥式整流C型滤波(合上 开关K 1),结构简单,其输出电压为 U 34 ≈1.2U 2 。 R L 220V 图9-1 220V 图9-2 R L 1K ③④⑤ ⑥ U L 图2.5.1 半波整流电路图图2.5.2 桥式整流电路图 141

在图2.5.1中,半波整流C型滤波(合上开关K)其输出电压 U L U 2 。 经电容滤波后,输出电压的纹波减小,直流分量得到提高。 在图2.5.2中R为限流电阻,其作用是通过调节自身的压降来保持输出电压的基本不变。Dw为稳压二极管,它是利用其反向击穿的伏安特性来实现稳压的(可 参考教材中有关内容)。若合上K 1、K 2 时,U L =U Z (U Z 为稳压二极管的稳压值)。 三、实验设备 1、模拟电路实验箱一套 2、示波器一台 3、数字万用表一块 四、实验任务及步骤 按表2.5.1所规定的顺序及内容,用万用表电压档(AC或DC)测量有关电压,并用双踪示波器观察有关波形,按实验电路图2.5.2连线。 142

详解整流、滤波、稳压电路

整流、滤波、稳压电路看不懂你砍我 好久的电路原理说明,终于能够看懂整流滤波稳压电路了,分享一下。 一、整流与滤波电路 整流电路的任务是利用二极管的单向导电性,把正、负交变的50Hz电网电压变成单方向脉动的直流电压。 整流电路只是将交流电变换为单方向的脉动电压和电流,由于后者含有较大的交流成分,通常还需在整流电路的输出端接入滤波电路,以滤除交流分量,从而得到平滑的直流电压。 由波形可知:

1.开关S打开时,电容两端电压为变压器付边的最大值。 2 .开关S闭合,即为电容滤波电阻负载,当变压器付边电压大于电容上电压时 ,电容充电,输出电压升高,当时电容放电,输出下降。如此充电快,放电慢的不断反复,在负载上将得到比较平滑的输出电压。当负载电阻越大时,放电越慢,纹波电压越小,负载电阻小时,放电快,纹波大,而且输出电压低。 为此有三种情况下的输出电压估算值: 1)电容滤波,负载开路时。 2)无电容滤波,电阻负载时,输出电压平均值为: 。 3)电容滤波,电阻负载时通常用下式进行估算,通常按 估算。 为确保二极管安全工作,要求:不同电子设备要求其电源电压的平滑程度不同,为此可采用不同的滤波电路。常见的有电容滤波、电感滤波和复式滤波电路(两个或两个以上滤波元件组成)。

二、线性串联型稳压电路 整流滤波后的电压是不稳压的,在电网电压或负载变化时,该电压都会产生变化,而且纹波电压又大。所以,整流滤波后,还须经过稳压电路,才能使输出电压在一定的范围内稳定不变。 1.稳压电路(电源)的主要性能指标 输出的稳定电压值Vo,最大输出电流Imax,输出纹波电压V~,稳压系数(电压调整率),该值越小,稳定性越好。 输出电阻(内阻),,内阻越小越好。 2.串联型稳压电路的基本结构基本思路:

20种滤波、放大、稳压、振荡、整流模拟电路技术原理及作用图文并茂(自动化、电子等电控类专业)

20种滤波、放大、稳压、振荡、整流 模拟电路设计原理及作用图文并茂 一、前言 对模拟电路的掌握分为三个层次。 初级层次是熟练记住这二十个电路,清楚这二十个电路的作用。 只要是电子爱好者,只要是学习自动化、电子等电控类专业的人士都应该且能够记住这二十个基本模拟电路。 中级层次是能分析这二十个电路中的关键元器件的作用,每个元器件出现故障时电路的功能受到什么影响,测量时参数的变化规律,掌握对故障元器件的处理方法; A、定性分析电路信号的流向,相位变化; B、定性分析信号波形的变化过程; C、定性了解电路输入输出阻抗的大小,信号与阻抗的关系。 有了这些电路知识,您极有可能成长为电子产品和工业控制设备的出色的维修维护技师。 高级层次是能定量计算这二十个电路的输入输出阻抗、输出信号与输入信号的比值、电路中信号电流或电压与电路参数的关系、电路中信号的幅度与频率关系特性、相位与频率关系特性、电路中元器件参数的选择等。

达到高级层次后,只要您愿意,受人尊敬的高薪职业:电子产品和工业控制设备的开发设计工程师将是您的首选职业。 二、桥式整流电路 1、二极管的单向导电性: A、伏安特性曲线: B、理想开关模型和恒压降模型: 2、桥式整流电流流向过程:输入输出波形: 3、计算:Vo,Io,二极管反向电压。 三、电源滤波器

1、电源滤波的过程分析:波形形成过程: 2、计算:滤波电容的容量和耐压值选择。 四、信号滤波器 1、信号滤波器的作用:与电源滤波器的区别和相同点: 2、LC串联和并联电路的阻抗计算,幅频关系和相频关系曲线。 3、画出通频带曲线。计算谐振频率。 五、微分和积分电路

实验5 整流、滤波和稳压电路

实验三 整流、滤波和稳压电路 一、实验目的 1、学会用示波器观察半波整流电路,全波整流电路的整流作用,及滤波电路的滤波作用和效果。 2、学会测量半波整流电路,会波整流电路输入电压值与输出电压值的方法。 二、实验器材 示波器一台,可调交流电压源一台,万用表一只,直流毫安表一只,整流二极管四只,电阻和电容。 三、实验原理 单相半波整流电路,单相桥式整流电路及滤波和稳压电路的原理,参看教材第五章。 四、实验内容及步骤 一)、半波整流电路的测量与观察。 1、按线路图1接好电路,将RW 调至最大。 2、置可调交流电压源电压~10V 左右。 3、将输入电压和输出电压分别接到示波器 输入端CH1和CH2上。 4、接通电源,在示波器上观察到输入和输出电压 波形,调节垂直偏转因数。使波形高度适宜, 便于观察。 5、用万用表测出输入电压(交流档)Ui= 测出输出电压平均值(直流档)Uo= 6、将输入电压和输出电压的波形画在图上。

二)、观察滤波电路的滤波作用。 在图1的A 、B 两点间分别接入电容C1=1μF , C2=10μF ,C3=47μF ,(注意电容的接法)。 测量接入电容后的输出电压平均值U01= V U02= V U03= V 并将输出电压波形画在图上。 三)、单相桥式整流电路的测量与观察。 1、按图2接电路,并将输出端电压接到示波器CH2上,(输入交流电压源电压不要接到示波器上)。 2、调正输入交流电压源电压~10V 左右,测出输入 交流电压有效值Ui= V ,测出输出电压平均值(直流档)Uo= V 。 3、将输出电压的波形画在图上。 4、按图3接好电路,并在示波器上观察输出电压波形,同时用万用表测出输出电压平均值Uo= V 。 5、调节RW ,观察输出电压大小如何变化? 图 3 图2

整流滤波和稳压电路

整流、滤波和稳压电路 第一节整流电路 电力网供给用户的是交流 电,而各类无线电装置需要用直 流电。整流,确实是把交流电变 成直流电的进程。利用具有单向 导电特性的器件,能够把方向和 大小交变的电流变换为直流电。下 面介绍利用晶体二极管组成的各类 整流电路。 一、半波整流电路 图5-一、是一种最简单的整流 电路。它由电源变压器B、整流二 极管D和负载电阻R fz,组成。变压器把市电电压(多为220伏)变换为所需要的交变电压e2,D再把交流电变换为脉动直流电。 下面从图5-2的波形图上看着二极管是如何整流的。 变压器砍级电压e2,是一个方向和大小都随时刻转变的正弦波电压,它的波形如图5-2(a)所示。在0~K时刻内,e2为正半周即变压器上端为正下端为负。现在二极管经受正向电压面导通,e2通过它加在负载电阻R fz上,在π~

2π时刻内,e2为负半周,变压器次级下端为正,上端为负。这时D经受反向电压,不导通,R fz,上无电压。在π~2π时刻内,重复0~π时刻的进程,而在3π~4π时刻内,又重复π~2π时刻的进程…如此反复下去,交流电的 负半周就被"削"掉了,只有正半周通过 R fz,在R fz上取得了一个单一右向 (上正下负)的电压,如图5-2(b)所示, 达到了整流的目的,可是,负载电压U sc。 和负载电流的大小还随时刻而转变,因此, 通常称它为脉动直流。 这种除去半周、图下半周的整流方式,叫半波整流。不难看出,半波整说是以"捐躯"一半交流为代价而换取整流成效的,电流畅用率很低(计算说明,整流得出的半波电压在整个周期内的平均值,即负载上的直流电压U sc =)因此经常使用在高电压、小电流的场合,而在一样无线电装置中很少采纳。 二、全波整流电路 若是把整流电路的结构作一些调整,能够取得一种能充分利用电能的全波整流电路。图5-3 是全波整流电路的电原理图。 全波整流电路,能够看做是由两个半波整流电路组合成的。变压器次级线圈中间需要引出一个抽头,把次组线圈分成两个对称的绕组,从而引出大小相等但极性相反的两个电压e2a、e2b,组成e2a、D一、R fz与e2b、D2、R fz,两个通电回路。 全波整流电路的工作原理,可用图5-4 所示的波形图说明。在0~π间内,e2a对Dl为正向电压,D1导通,在R fz上取得上正下负的电压;e2b对D2为反向电压,D2不导通(见图5-4(b)。在π-2π时刻内,e2b对D2为正

整流滤波与稳压电路

实验6 整流滤波与稳压电路 一、实验目的 1. 理解单相半波和单相桥式整流电路的工作原理。 2. 理解电容滤波电路的工作原理及外特性。 3. 掌握稳压二极管构成的并联稳压电路工作原理。 4. 学习三端集成稳压电路的使用方法。 5.熟悉直流稳压电源的性能指标及测试方法。 二、实验任务 基本实验任务 1. 选择二极管组成整流电路,测试半波、桥式整流电路的性能。 2. 测量不同容量的电容滤波电路的输出波形和外特性,分析电容滤波性能。 3. 测量稳压二极管构成的并联稳压电路的性能参数。 扩展实验任务 1.用三端集成稳压器LM317组成稳压电路,并测量电路的性能参数。 2.设计一个能够给300Ω的负载电阻提供5V稳定的直流电压的电源。 (1)选择与要求符合的电路结构; (2)通过计算,选择合适的器件参数; (3)画出电路,列出器件清单。 三、实验器材 1.双踪示波器 2.台式数字万用表 3. 模拟电路实验箱 四、实验原理 能将交流电变换为稳定的直流电的电路称为直流稳压电源。直流稳压电源的结构框图如图10.1 图10.1 直流稳压电源的原理框图 所示。 1.电源变压器 电源变压器将输入的220V(50Hz)交流电压变换为整流电路适用的交流电压。同时还起到了将强、弱电隔离的作用,所以该电源变压器又称隔离变压器。

2. 整流电路 整流电路是利用二极管的单向导电性,将交流电变成单向脉动的直流电。常用的单相整流电路有单相半波与单相桥式整流。 单相半波整流电路由一只二极管组成,如图10.2(a )所示。该电路输入为变压器副边的正弦交流电压,输出为只保留输入电压正半周的单向脉动直流电压,波形如图10.2 (b )所示。若 将D 看做理想二极管,则输出电压的平均值与变压器付边电压有效值的关系是:U 0=0.45U 2。 单相桥式整流由四只二极管组成整流桥,如图10.3(a )所示。在输入电压的正半周,D 1和D 3导通, D 2 和D 4截止,输出电压为u 2的正半周;在输入电压的负半周,D 2和D 4导通, D 1和D 3截止,输出电压是将u 2的负半周反相后加到负载上,输出电压波形如图10.3(b )所示。输出电压的平均值与变压器付边电压有效值的关系是:U 0=0.9U 2。 3. 滤波电路 滤波电路是利用电容和电感对直流分量和交流分量呈现不同电抗的特点,可以滤除整流电路输出电压的交流成分,保留其直流成分,使其变成比较平滑的电压波形。常用的滤波电路有:电容滤波、电感滤波和π型滤波。 电容滤波电路简单,滤波效果好,是一种应用最多的滤波电路。其电路结构就是在整流 电路的输出端与负载电阻并联一个足够大的电容器,当滤波电容的容量越大,电容放电的时间常数越大,输出电压的平均越高。选择合适的电容滤波时(L (3~5) 2 T R C ),其输出电压平均值与变压器付边电压有效值之间的关系近似为: 单相半波整流电容滤波:U 0=U 2, 单相全波整流电容滤波:U 0=1.2U 2 空载时O 2U 2U 。 桥式整流电容滤波电路如图10.4(a )所示,其输出电压波形如图10.4(b )所示。 t u 图10.2 单相半波整流电路 3π u 2 2U 2 ωt 0 π 2π (b ) u o 3π 2U 2 ωt π 2π u 1 +r u 2 u o R L (a ) -图10.3 单相桥式整流电路 D 1 D 4 D 2(a ) D 3 u o R L u 2 u 1 +-3π u 2 2U 2 ωt 0 π 2π (b ) u o 3π 2U ωt 0 π 2π

实验十四整流滤波电路和集成稳压器

实验十四整流滤波电路和集成稳压器实验十四 一、实验目的 1、了解整流、滤波电路的工作原理; 2、掌握集成稳压器的性能和使用方法; 3、熟悉降压式开关稳压器的工作原理及性能特点; 4、掌握单片机集成稳压器LM2576系列的使用方法和设计原则; 5、掌握 LM2576XILIE构成开关式稳压电源的测试方法及相关波形分析。二、实验原理直流稳压电源的结构框图: 市电变压整流滤波稳压直流输出 1、变压与整形电路 常用整流电路如下图: 分别为:半波整流、全波整流、桥式整流 目前最常用c图电路,输出Vo的波形与全波整流相同。 2、滤波电路: 电容滤波在小功率电路中应用相当广泛。电容滤波电路及输出电压波形如下: 由于电容放电时间常数=RC,所依附在两端输出电压Vo2的脉动情况比接入电容前明显改善,且平均直接成分也有所提高。 显然,RC越大,直流V越大,波形越稳定。 03

4、三端集成稳压器的使用: 根据产品手册,查到其有关参数,再配上适当尺寸的新照片,就可以按需要结成各种稳压电路,满足不同需求。 三、实验仪器 1、直流稳压电源 1台 2、任意波信号发生器 1台 3、数字万用表 1台 4、电子技术综合实验箱 1台 5、数字示波器 1台 四、实验内容 桥式整流电路: (1)按图2(c)在试验箱搭接电路实验电路。取RLI=10Ω/5w。注意:此时实验箱上的地端不能和电路中的公共端相连~~~ (2)用示波器观察Vo2,画出波形。测出变压器次级电压有效值V2和Vo2中 ~~,VV2V02d02包含的基波和谐波电压的有效值,而基波分量的幅值,用用数字万 V02用表DCV档测量整流输出平均直流电压,并计算出脉动系数S1,填入下表,与理论值比较。 ~V2 Vd S1 Vo2波形 V V0202 电容滤波电路: 按图4搭接电路,用示波器观察输出波形,将测量值填入表2画出波形图。 负载、滤波电容选~ VV V波形 030303择 Rl=10Ω、C=1000 μF Rl??,C=1000μF

实验九 整流、滤波及稳压电路

实验九 整流、滤波及稳压电路 一、实验目的 1.学会半导体二极管和稳压管极性的简单测试,了解其工作性能和作用; 2.掌握单相桥式整流、滤波、稳压电路的工作原理和对应电压波形及测试方法; 3.掌握输入交流电压与输出直流电压之间的关系; 4.了解倍压整流的原理与方法。 二、实验原理 整流电路是将交流电变为直流电以供 负载使用。直流稳压电源先通过整流电路 把交流电变为脉动的直流电,再经各种滤 波电路、稳压电路,使输出直流电压维持 稳定。由整流、滤波、稳压环节构成的简单 稳压电路如图9-1所示。 三、实验内容与要求 根据实验室提供的实验设备完成以下实验内容的设计: 1.用数字万用表测量二极管,学会用数字万用表检查二极管极性和性能的好坏。 2.设计并连接单相桥式整流电路,调节负载电阻,使负载电流分别为2mA 和8mA ,测量并记录变压器二次绕组的电压、整流电路的输出电压和负载两端的电压的大小,用示波器观察并画出上述电压和二极管两端电压的波形。 表9-1 3.设计并连接具有滤波的单相桥式整流电路,调节负载电阻,使负载电流分别为2mA 和8mA 时,测量并设计表格记录变压器二次绕组的电压,整流电路的输出电压和负载两端的电压的 大小,用示波器观察并画出上述电压的波形。 4.设计并连接具有滤波、稳压的单相桥式整流电路,在下列两种情况下,测量并记录变压器二次绕组的电压、整流电路的输出电压和负载两端的电压的大小,用示波器观察并画出上述电压的波形:当电源电压保持10V 不变时,调节负载电阻,使负载电流分别为2mA 和8mA ; 表9-2 图9-1 整流、滤波、稳压电路 ~O I O I R - +-+

项目六 整流、滤波及稳压电路课后参考答案

项目六:整流、滤波及稳压电路的思考练习与知识评价参考答案 〖思考练习〗 6.1认识单相半波整流电路 1、负半周工作,输出负电压。 2、相同。 6.2认识桥式整流电路 (1)Uo=1.2U2则U2=75V (2) IVD =1A U Rm≥141.4V 6.3.认识电容滤波电路 (1) Uo=1.2U2则U2=10V (2)耐压为28V ,容量为400UF 6.4认识电感滤波电路 1、使交流成分更加减少,输出直流电更平滑。 2、电感是利用“通直隔交”,电容是利用“通交隔直”进行滤波。 6.5认识LC型滤波电路 Uo=1.2U2=1.2U2 则U2=14.4V 6.6 π型LC滤波电路 优点:滤波效果较好缺点:体积大,成本高。 7.3基本稳压电路 答:当电网电压降低时,输出电压U0下降时,稳压管两端电压V Z会下降,反向电流I Z 减少,导致通过限流电阻R的电流I R减少,R端电压U R下降,根据U O=U I-U R的关系,可知U0下降受限制。其过程可用符号表示为:U0↓→V Z↓→I Z↓→I R↓→U R↓→U0↑ I R=33.3MA , R L=22.2MA I Z=11.1MA 7.4三端集成稳压器

〖技术知识〗 一、真空题: 1、将 交流电 变换成 直流电 的过程称为整流。 2、 半波整流 是指输出电流的波形只有输入的交流电压波形的一半。 3、常见的整流电路可分为 半波整流 与 桥式整流 两种。 4、把 脉动 直流电变换成比较平滑的直流电的过程称为 滤波 。 5、常用的滤波电路有 电容滤波 、 电感滤波 。 6、采用电容滤波时,电容必须与负载 并联 。 7、直流稳压电源是用于当 输入电压 变化时,能保持 输出 电压基本稳定的直流电源。 8、在稳压管稳压电路中,稳压管必须与负载电阻 并联 。 9、三端固定式稳压器三个端分别是 输入 端、 接地 端和 输出 端。 10、三端固定稳压器W7805是指输出电压为 正5伏,W7906是指输出电压为 负6 伏。 二、选择题: 1、单相半波整流电路中,如果电源变压器次级感应电压为10伏,则负载电压平均值是( B )伏。 A 10 B 4.5 C 9 D 5 2、在整流电路中起到整流作用的元件是 C 。 A 电容 B 电阻 C 二极管 D 三极管 3、在电源变压器次级电压相同的情况下,桥式整流电路输出的电压只有半波整流电路的( A )倍。 A 2 B 0.45 C 0.5 D 3 4、在单相桥式整流电路中,如果电源变压器二次侧电压为10V ,则负载电压为 B 伏。 A 4.5 B 9 C 8 D 10 5、稳压二极管工作在 B 偏置状态。 A 正 B 反 C 正和反 D 导通 6、W78XX 系列集成稳压器为 B 输出。 A 负电压 B 正电压 C 负和正电压 D 无 三、分析计算题 在如图所示的桥式整流电容滤波电路中,202=U V ,40L =R Ω,1000=C μF ,试问:

实验3.13 整流滤波稳压电路

137 图3.13.1 LM7812典型应用电路 实验3.13 整流、滤波、稳压电路 一、实验目的 (1)熟悉直流稳压电源的组成及各部分电路(整流、滤波、稳压)的工作原理。 (2)掌握直流稳压电源的主要性能指标的测量方法。 二、实验设备及材料 万用表、双踪示波器、交流毫伏表、交流调压器、线绕可变电阻器、实验电路板。 三、实验原理 1、直流稳压电源的组成 直流稳压电源的组成包括电源变压器、整流、滤波和稳压四个部分。 电源变压器把220V 交流电变换为整流所需的合适的交流电压。整流电路利用二极管的单向导电性,将交流电压变成单向的脉动电压。滤波电路利用电容、电感等储能元件,减少整流输出电压中的脉动成分。稳压电路实现输出电压的稳定。 常用整流电路有半波整流、全波整流和桥式整流三种。经过半波整流后的直流电压约为:0.45U 2,经过全波或桥式整流后的直流电压约为:0.90U 2(U 2为电源变压器副边电压的有效值,下同)。 常用的滤波电路有C 型、RC 或LC 倒Γ型和П型滤波电路。结构最简单的是C 型滤波电路,在整流电路后加上滤波电容组成。滤波电容的选择要满足R L C ≥(3~5)T /2,此时输出纹波电压峰峰值U rp-p ≈I L T /2C ,其中:T 为输入交流电周期;R L 为负载电阻;I L 为负载电流。一般情况下,全波整流电容滤波电路输出电压约为(1.1~1.2)U 2。 稳压电路可采用分立元件或集成稳压器。集成稳压器输出电压有固定与可调之分。固定电压输出稳压器常见的有:LM78××(CW78××)系列正电压输出三端稳压集成块和LM79××(CW79××)系列负电压输出三端稳压集成块。可调式三端集成稳压器常见的有:LM317(CW317)系列正电压输出稳压集成块和LM337(CW337)系列负电压输出稳压集成块。 本实验采用固定三端稳压集成块LM7812,输出电压12V ,输出电流0.1~1.5A (TO-220封装),稳压系数为0.005% ~ 0.2%,纹波抑制比为56 ~ 68dB ,输入电压为14.5~ 40V 。三个端子分别为①输入端IN 、②接地端COM 和③输出端OUT 。典型应用电路如图3.13.1所示。图中C i 可防止由于输入引线较长带来的电感效应而产生的自激。C o 用来减小由于负载电流的瞬间变化而引起的高频干扰。C 2为较大容量的电解电容,用来进一步减小输出脉动和低频干扰。 2、直流稳压电源的主要性能参数及其含义 (1)输出电压U o 和输出电压调节范围U omin ~U omax (2)最大输出电流I omax

整流滤波与并联稳压电路实验心得

整流滤波与并联稳压电路实验心得 整流滤波与并联稳压电路是电子电路中常见的基础电路,在实际应用中发挥着重要的作用。本文将介绍这两种电路的实验心得,并阐述它们在电路设计和实验测试中的注意事项。 正文: 1. 整流滤波电路实验心得 整流滤波电路是电路中最基本的电路之一,用于将高电压转换为低电压,以便于在电子设备中使用。在整流滤波电路实验中,我们需要掌握以下几个方面的知识和技巧: (1)了解电路原理:整流滤波电路的原理是通过对电路中的电流和电压进行调节,使得输入信号得以被稳定地输出。在实验中,我们需要理解电路中的各个元件的作用和相互关系,以便更好地设计电路。 (2)选择合适的电路元件:在实验中,我们需要选择合适的电路元件,如二极管、晶体管、电容和电感等,以保证电路的稳定性和可靠性。 (3)掌握电路仿真工具:在实验中,我们需要用到电路仿真工具,如MATLAB等,以模拟电路的真实行为,并进行实验测试。 (4)注意电路参数调节:在实验中,我们需要对电路的参数进行调整,如二极管的正向电压、晶体管的放大倍数等,以保证电路的稳定性和可靠性。 2. 并联稳压电路实验心得 并联稳压电路是电路中常用的一种稳压电路,用于稳定输出电压。在并联稳压电路实验中,我们需要掌握以下几个方面的知识和技巧: (1)了解电路原理:并联稳压电路的原理是通过并联的稳压二极管和稳压电

阻来调节输出电压。在实验中,我们需要理解电路中的各个元件的作用和相互关系,以便更好地设计电路。 (2)选择合适的电路元件:在实验中,我们需要选择合适的电路元件,如二极管、晶体管、电容和电感等,以保证电路的稳定性和可靠性。 (3)掌握电路仿真工具:在实验中,我们需要用到电路仿真工具,如MATLAB等,以模拟电路的真实行为,并进行实验测试。 (4)注意电路参数调节:在实验中,我们需要对电路的参数进行调整,如稳压二极管的正向电压、稳压电阻的阻值等,以保证电路的稳定性和可靠性。 拓展: 在实验中,我们还需要注意以下几个方面: (1)注意电路的连接方式:在实验中,我们需要按照正确的连接方式将电路元件连接在一起,以确保电路的稳定性和可靠性。 (2)注意电路的稳定性:在实验中,我们需要对电路的稳定性进行测试,如对输出电压进行调整,以确保电路的稳定性。 (3)注意电路的电源电压:在实验中,我们需要确保电路的电源电压稳定,以保证电路正常工作。 总之,在整流滤波电路和并联稳压电路的实验中,我们需要掌握电路原理、选择合适的电路元件,并掌握电路仿真工具和调试技巧,以便更好地完成实验任务。

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