整流稳压电路

1, 稳压管稳压电路 ,
+ UR
R
+
IZ DZ
Io
u1
u2
C
U1 UDZ
RL
u0
引起电压不稳定的原因: 引起电压不稳定的原因 交流电源电压的波动 UI↑→ O↑(UO=UDZ)→IZ ↑↑ ↑→U → 抵偿U 的增加← 抵偿 I的增加←UR↑ UO保持近似不变
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负载电流的变化
选择稳压管
UZ=UO IZM=(1.53)IOM UI=(2~3)UO
S C D2 RL u0
u2 t u0
整流电路的 输出电流
t 19
a u1 u1 u2 D4 D1 D3 b
RL接入(且RLC较大)时 较大) 接入( 较大 考虑整流电路内阻
S C D2 RL u0
u2 t
电容充电时, 电容充电时,电 容电压滞后于u 容电压滞后于 2 . RLC越小,输 越小, 越小 出电压越低
31
+ UBE – T
∞
UI
+
UB
Av
-
R3
R′ 1 R〃1
R1
+
Uf R2
+ +
UZ
RL UO
-
-
-
串联反馈式稳压电路
R ′′ + R 2 U B = A uo U Z U f U = Uf = 1 UO R1 + R 2 UO↑→ f ↑→ B ↓→ IC ↓→ UCE ↑ ↑→U ↑→U
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2, 恒压源 , +U R DZ RF
R + DZ UZ +U R1 R2 RF
R1 ∞ -+ + + + UZ UO R2 RL 反相输入
UO = RF UZ R1
-+ +
∞
RL + UO -
同相输入
RF UZ UO = 1 + R1
29
3,串联型稳压电路 , 一 ,电路结构的一般形式 串联式稳压电路由基准电压,比较放大, 串联式稳压电路由基准电压,比较放大, 取样电路和调整元件四部分组成. 取样电路和调整元件四部分组成.
结论
电容滤波电路适用于输出电压较高,负载电 电容滤波电路适用于输出电压较高 负载电 流较小且负载变动不大的场合. 流较小且负载变动不大的场合. 22
2, 电感电容滤波器 , 电感电容滤波器(LC滤波器 滤波器) 滤波器 u1 u2
L
RL
u0
(1)滤波原理 )滤波原理: 对直流分量( 相当于短路,电压大部分降在 对直流分量 f=0):XL=0 相当于短路 电压大部分降在 RL上.对交流分量 f 越高 L越大,电压大部分降在 对交流分量: 越高,X 越大 电压大部分降在 XL上.因此 在输出端得到比较平滑的直流电压. 因此,在输出端得到比较平滑的直流电压 在输出端得到比较平滑的直流电压. 而后又经过电容滤波器滤波,在一次滤掉交流分量 在一次滤掉交流分量,可以 而后又经过电容滤波器滤波 在一次滤掉交流分量 可以 得到甚为平直的直流输出电压.
7
输出电压电流波形与大小 T u1 D a u2 i0 RL u0 输出电压电流波形: 输出电压电流波形: uo i o u o io b 二极管上的平均电流: 二极管上的平均电流: ID=I0 二极管上承受 的最高电压: 的最高电压:
U RM = 2U 2
8
ωt
2, 单相桥式整流电路 , u2正半周时 电流通路
25
三,直流 稳压电源
常用稳压电路 小功率设备) (小功率设备) 稳压管 稳压电路 线性 稳压电路 开关型 稳压电路
在小功率设备中常用的稳压电路有稳压管稳压 电路,线性稳压电路和开关型稳压电路等. 电路,线性稳压电路和开关型稳压电路等.其中 稳压管稳压电路最简单,但是带负载能力差, 稳压管稳压电路最简单,但是带负载能力差,一 般只提供基准电压,不作为电源使用. 般只提供基准电压,不作为电源使用.开关型稳 压电源效率较高,目前用的也比较多, 压电源效率较高,目前用的也比较多,但因学时 有限,这里不做介绍. 有限,这里不做介绍.以下主要讨论稳压管稳压 26 电路和线性稳压电路.
1 U2 ID = I o = 0.45 2 RL
二极管截止时两端承受的最大反向电压: 二极管截止时两端承受的最大反向电压:
URM = 2U2
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二, 滤波器 滤波原理: 滤波原理
交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直 其中既有直流成分又有交流成份. 流,其中既有直流成分又有交流成份.滤波电路 利用储能元件电容两端的电压(或通过电感中的电 利用储能元件电容两端的电压 或通过电感中的电 电容两端的电压 或通过电感 不能突变的特性, 与负载R 或将电 流)不能突变的特性 将电容与负载 L并联 或将电 不能突变的特性 电容与负载 并联(或将 与负载R 串联 , 感与负载 L串联),滤掉整流电路输出电压中的交 流成份,保留其直流成份, 流成份,保留其直流成份,达到平滑输出电压波 形的目的. 形的目的.
6
输出电压电流波形与大小 T u1 D a u2 i0 RL u0 输出电压电流波形: 输出电压电流波形: uo i o u o io b 输出电压平均 值(U0):
ωt
1 π Uo = ∫0 uod(ωt ) = 2π UO IO = = 0.45 输出电流平均 RL 值(I0):
2U = 0.45U π U RL
RL未接入时
忽略整流电路内阻
S C D2 RL u0
u2
t1
设t1时刻接 通电源
整流电路为电 容充电
t
充电结束
没有电容时的 输出波形
u0
t 17
a u1 u1 u2 D4 D1 D3 b
RL接入(且RLC较大)时 较大) 接入( 较大 忽略整流电路内阻 电容通过R 放电, 电容通过 L放电,在 整流电路电压小于电 容电压时, 容电压时,二极管截 止,整流电路不为电 容充电, 容充电,u0会逐渐下 降.
u0
整流电路的 输出电流
t 20
2,电容滤波电路的特点 , (1) 输出电压 0与时间常数 LC有关 输出电压U 与时间常数R 有关 RLC愈大→电容器放电愈慢→U0(平均值 愈大, 愈大→ 平均值)愈大 愈大 电容器放电愈慢→ 平均值 愈大, T 一般取τ = RLC ≥ (3 5) (T:电源电压的周期 d 电源电压的周期) 电源电压的周期 2 近似估算:U 近似估算 0=1.2U. . (2) 流过二极管瞬时电流很大 越大→ 越高,负载电流的平均值越大 负载电流的平均值越大→ RLC越大→U0越高 负载电流的平均值越大→整流 越大 管导电时间越短→ 管导电时间越短→iD的峰值电流越大 一般选管时, 一般选管时,取
3
流
一, 整流电路
整流电路的任务是把交流电压转变 整流电路的任务是把交流电压转变 为直流脉动的电压. 为直流脉动的电压.常见的小功率整 流电路,有单相半波,全波, 流电路,有单相半波,全波,桥式和 倍压整流等.下面主要介绍前三种. 倍压整流等.下面主要介绍前三种. 为分析简单起见,我们把二极管当 为分析简单起见, 作理想元件处理, 作理想元件处理,即二极管的正向导 通电阻为零,反向电阻为无穷大. 通电阻为零,反向电阻为无穷大.
24
3, π形滤波器 ,
为了改善滤波特性,可采取多级滤波的办法 为了改善滤波特性,可采取多级滤波的办法, 如 在电容滤波后再接一级RC滤波电路 滤波电路, 在电容滤波后再接一级 滤波电路,或在电感滤波 后面再接一电容.从而构成RC-∏型或 后面再接一电容.从而构成 ∏型或L-C型滤波电 型滤波电 路,其性能及应用场合分别与电容滤波和电感滤波 相似 . R u1 u2 C1 u0 C2 RL u0
15
1,电容滤波器 滤波器 ,电容滤波器(C滤波器 滤波器)
1,滤波原理 ,
以单向桥式整流电容滤波为例进行分析, 以单向桥式整流电容滤波为例进行分析,其电 路如图所示. 路如图所示. a u1 u1 u2 D4 D1 D3 b C D2 RL S u0
桥式整流电容滤波电路
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a u1 u1 u2 D4 D1 D3 b
ID = I 0
21
(3),输出特性 外特性 ,输出特性(外特性 外特性): uL
1.4U2
电容滤波 电容滤波 纯电阻负载
0.9U2
0
IL
输出波形随负载电阻R 的变化而改变,U 输出波形随负载电阻 L或C的变化而改变 0随之 的变化而改变 改变. 改变. 愈小(I 越大),U 如:RL愈小 0越大 0下降多
1 2π 2 2U U o = ∫ u od(ωt ) = = 0.9U 2π 0 π
负载上的(平均 电流 负载上的 平均)电流 平均 电流:
0.9U Io = RL
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整流电路中整流管的选择 平均电流(ID)与反向峰值电压 RM)是选择整 平均电流 与反向峰值电压(U 是选择整 与反向峰值电压 流管的主要依据. 流管的主要依据. 例如, 在桥式整流电路中, 例如, 在桥式整流电路中,每个二极管只有 半周导通.因此, 半周导通.因此,流过每只整流二极管的平均电 是负载平均电流的一半. 流 ID 是负载平均电流的一半.
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调整元件
+
基
UI
+ _
比 较 放
UR
T
+
取
FUO
准
大
样
+ _
C2
RL
UO
_
_
调整元件T与负载串联,通过全部负载电流. 调整元件 与负载串联,通过全部负载电流.比较放 与负载串联 大器可以是单管放大电路,差动放大电路,集成运算放大 大器可以是单管放大电路,差动放大电路, 可以是单管放大电路 调整元件可以是单个功率管 可以是单个功率管, 器.调整元件可以是单个功率管,复合管或用几个功率管 并联.基准电压可由稳压管稳压电路组成 可由稳压管稳压电路组成. 并联.基准电压可由稳压管稳压电路组成.取样电路取出 输出电压U 的一部分和基准电压相比较. 输出电压 O的一部分和基准电压相比较. 因调整管与负载接成射极输出器形式, 因调整管与负载接成射极输出器形式,为深度串联电 压负反馈,故称之为串联反馈式稳压电路. 压负反馈,故称之为串联反馈式稳压电路.