直流稳压电源的整流及滤波
直流稳压电源原理
直流稳压电源原理1.整流电路：直流稳压电源通常使用变压器将交流电转换为较低的交流电压。
接下来，交流电通过整流电路，将交流电转换为直流电流。
经过整流的电流是脉动的，其中包含了交流电的频率成分。
2.滤波电路：为了消除整流电路中产生的脉动电流，需要使用滤波电路。
滤波电路通常使用电容器或电感器来滤除脉动电流中的交流成分，从而得到相对平坦的直流电流。
通过合理选择电容或电感元件的数值，可以实现较好的滤波效果。
3.稳压电路：稳压电路是直流稳压电源中最重要的部分。
它的作用是根据实际需要，对输出电压进行精确的调节和稳定。
常见的稳压电路包括三端稳压器、开关稳压器和线性稳压器。
其中，线性稳压器是最简单和常用的一种，通过调整稳压管或稳压芯片的工作状态，来控制输出电压的稳定性。
4.过载保护电路：为了保护直流稳压电源和被供电设备，通常需要设计过载保护电路。
过载保护电路可以监测并及时处理过载情况，以防止电源过载或短路等故障。
常见的过载保护电路包括过流保护、过压保护和过热保护等。
总结起来，直流稳压电源的原理就是将交流电转换为稳定的直流电，并通过滤波、稳压和过载保护等电路来实现。
这样可以保证供电设备得到稳定的直流电源，以确保其正常工作和性能。
除了以上介绍的基本原理，直流稳压电源还可以根据实际需求添加其他功能电路，例如短路保护、起动和停机控制、过电压保护和低压保护等。
不同类型的直流稳压电源在工作原理和电路设计上可能会有所不同，但主要目标都是提供稳定、可靠的直流电源，以满足不同设备的工作需求。
简述直流稳压电源的组成和工作原理。
直流稳压电源是一种将交流电源转换为直流电源的装置，其组成和工作原理如下：
组成：
直流稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成。
电源变压器：将电网的交流电压转换成所需等级的交流电压，以满足整流电路和输出直流电压的要求。
整流电路：利用整流元件（如硅整流二极管）的单向导电性，将交流电转换为脉动的直流电。
滤波电路：利用电容元件的储能作用，将脉动的直流电平滑化，得到比较平滑的直流电压。
稳压电路：利用稳压元件（如硅稳压管）的电压调整作用，通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来稳定输出直流电压。
工作原理：
第一步，变压器：是直流稳压电源中最重要的组成部分之一。
其主要作用是将电网提供的交流电压转换为适合整流电路使用的交流电压。
通过调整变压器的变比，可以得到满足要求的交流电压。
第二步，整流滤波：利用整流二极管的单向导电性，将交流电转换为脉动的直流电。
同时，通过滤波电容将脉动的直流电中的交流成分滤除，得到比较平滑的直流电压。
第三步，稳压：利用稳压管两端的电压稍有变化就会引起其电流有较大变化的特性，通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来达到稳定输出直流电压的目的。
直流稳压电源工作原理
直流稳压电源工作原理电源变换部分主要是将市电的交流电转换为所需的直流电。
在电源变换器中，使用一对高频开关管，通过定时开关操作，使线圈的电流不断增减，从而将低频交流电转换为高频电流。
接着，通过变压器的反馈原理，通过一对二次线圈的线圈设计，将转换器的输出高频交流电转换为所需要的低频直流电。
整流滤波部分主要是对转换后的高频交流电进行整流和滤波处理，使其变为稳定的直流电。
在整流环节中，采用整流电路和滤波电容器。
整流电路通常采用二极管或整流桥，将交流电转换为直流电；滤波电容器用于对整流电路输出的直流电进行滤波，去除高频波纹，使输出电压更加稳定。
稳压调节部分是为了保持输出电压的稳定性，检测和调节电源输出的直流电压。
电源在稳压调节部分使用集成稳压IC作为关键元件，该IC能够感知输出电压并准确控制电源的输出。
稳压IC会通过负反馈控制系统，对整个电路进行监测并自动调整开关管的工作状态，以达到使输出电压稳定在设定值的功能。
当输出电压上升时，稳压IC通过控制开关管的导通时间减小输出电压；当输出电压下降时，稳压IC则相应地增加开关管的导通时间，使输出电压维持在设定值。
此外，稳压电源还可能包括输入滤波电路、过载保护电路、过压保护电路等。
输入滤波电路用于减小电源的输入电压波动和杂散噪声；过载保护电路用于监测电源输出电流是否超过额定值，当发生过流时会进行保护动作，以防止电源元件损坏；过压保护电路用于监测电源输出电压是否超过设定值，当发生过压时也会进行相应的保护动作。
总结起来，直流稳压电源的工作原理包括电源变换、整流滤波和稳压调节三个部分。
通过电源变换实现交流电到直流电的转换，通过整流滤波实现对直流电的整形和滤波，通过稳压调节实现对输出电压的精确控制。
这些部分的配合工作，使得直流稳压电源能够提供稳定的直流电压输出。
实验四 直流稳压电路
实验报告模板实验四直流稳压电路一、实验目的1．掌握直流稳压电源的整流、滤波和稳压部分的电路参数测量方法；2．进一步理解直流稳压电源的工作原理。
二、实验仪器与设备1．模拟电路实验箱：包括本实验所需元器件；2．调压器1台；3．示波器1台；4．万用电表1台。
三、实验步骤1．整流滤波电路测量①按照图4-1连接电路，电容支路的开关K断开，检查无误后将电路输入端接通220V交流电；②用万用表的交流电压档测量整流电路输入端交流电压有效值U 2，用万用表的直流电压档测量整流输出电压U 0(AV)，用示波器观察输出端的波形，将测得的数据和观察到的波形记录于下表中；③闭合开关K，将电容接入电路构成滤波电路；④再次用万用表的直流电压档测量经过滤波后的输出电压U 0(AV)，用示波器观察输出端的波形，将测得的数据和观察到的波形记录于下表中。
输入电压U2输出电压U0(AV)输出波形图整流电路（K断开)22实测值18.8计算值19.8整流滤波电路（K闭合）22实测值21.9计算值19.82.稳压电路测量①按照图4-2连接电路，将其输入端与图4-1电路输出端（去掉负载电阻R L）相连接；②调节调压器使稳压电源输入电压U1为220V，测量并记录变压器次级电压U2及稳压电路的输出电压U0于下表中；③调节调压器使输入电压增减10％，测量电源变压器初级电压U1、次级电压U2及稳压电路的输出电压U0，记录并计算输入电压和输出电压调压前后的相对变化量。
次级电压U2输出电压U0测量值相对变化值测量值相对变化值U1=220V22 2.1811.3260.00224.1811.328U1增加或减小10％④保持输入电压U1=220V不变，改变稳压电源的负载大小，测量并记录输出电压U于下表中。
负载状况输出电压U0测量值相对变化值U1=220V接入负载11.326 1.007断开负载12.333。
直流电源的组成整流电路滤波电路
直流电源的组成及各部分的作用
3、滤波电路：把单向脉动的电压变为平滑的直流电压
即取出直流成分，滤掉交流成分 → 适合大负载：电感滤波 → 适合小负载：电容滤波
直流电源的组成及各部分的作用
稳压电路：当电网电压波动或负载变化时，自动调节 使直流输出电压稳定
第一节 整流电路
一、技术指标：
整流输出电压 在一个周期内的平均值。
练习题：
桥式整流电容滤波电路如图所示。滤波电容C=100μF，
交流电压频率f=50Hz,RL=1kΩ,问：
要求输出Uo=8V,U2需要多少伏?
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该电路在工作过程中，若RL增大，输出直流电压Uo是增加
还是减小?二极管的导电角是增大还是减小?
1、输出直流电压平均值
2、脉动系数
整流输出电压 傅氏级数展开式中最低次谐波峰值 与平均值 之比
体现了输出电压中所含直流成分的多少
整流二极管正向平均整流电流
4、最大反向峰值电压
整流二极管能承受的最大反向电压值。 在一个周期内通过二极管的平均电流。
半波整流
桥式整流
整流电路分类：
全波整流
本章教学主要内容
第一节 整流电路 第二节 滤波电路 第三节 稳压电路 第四节 开关稳压电源电路(SMR电路)
第九章 直流稳压电源
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202X
直流电源的组成及各部分的作用
变压器：把220V (或380V) 50Hz交流电网电压降压
直流电源的组成及各部分的作用
整流电路：利用整流器件的单向导电性，将双向脉动的 交流电压变成单向脉动的直流电压 → 全波、半波、桥式
第8章直流稳压电源
第8章直流稳压电源8.1 单相整流滤波电路教学要求：1.掌握单相桥式整流电路的工作原理；2.掌握电容滤波电路的工作原理；3.了解电感滤波电路、∏型滤波电路的结构及原理。
引言直流稳压电源是将交流电变换成功率较小的直流电，一般由变压、整流、滤波和稳压等几部分组成。
整流电路用来将交流电压变换为单向脉动的直流电压；滤波电路用来滤除整流后单向脉动电压中的交流成分，使之成为平滑的直流电压；稳压电路的作用是输入交流电源电压波动、负载和温度变化时，维持输出直流电压的稳定。
一、单相整流电路（一）半波整流电路单相半波整流电路如下图(a)所示，图中Tr为电源变压器，用来将市电220V交流电压变换为整流电路所要求的交流低电压，同时保证直流电源与市电电源有良好的隔离。
设V为整流二极管，令它为理想二极管，R L为要求直流供电的负载等效电阻。
由图可见，负载上得到单方向的脉动电压，由于电路只在u2的正半周有输出，所以称为半波整流电路。
半波整流电路结构简单，使用元件少，但整流效率低，输出电压脉动大，因此，它只使用于要求不高的场合。
（二）桥式整流电路为了克服半波整流的缺点，常采用桥式整流电路，如下图所示，图中V1、V2、V3、V4四只整流二极管接成电桥形式，故称为桥式整流。
1.工作原理和输出波形设变压器二次电压u2=21/2U2sinωt，波形如电压、电流波形图(a)所示。
在u2的正半周，即a点为正，b 点为负时，V1、V3承受正向电压而导通，此时有电流流过R L，电流路径为a→V1→R L→V3→b，此时V2、V4因反偏而截止，负载R L上得到一个半波电压，如电压、电流波形图(b)中的0～π段所示。
若略去二极管的正向压降，则u O≈u2。
电压、电流波形在u2的负半周，即a点为负b点为正时，V1、V3因反偏而截止，V2、V4正偏而导通，此时有电流流过R L，电流路径为b→V2→R L→V4→a。
这时R L上得到一个与0～π段相同的半波电压如电压、电流波形图(b)中的π～2π段所示，若略去二极管的正向压降，uＯ≈－u2。
整流滤波与稳压电路
物理实验中心实验指导书整流、滤波与稳压电路ﻬ整流、滤波与稳压电路整流电路是将工频交流电转为具有直流电成分的脉动直流电.整流电路由整流器件组成。
滤波电路是将脉动直流中的交流成分滤除,减少交流成分，增加直流成分。
滤波电路直接接在整流电路后面，通常由电容器，电感器和电阻器按照一定的方式组合而成.作用是把脉动的直流电变为平滑的直流电供给负载.稳压电路对整流后的直流电压采用负反馈技术进一步稳定直流电压。
直流电源的方框图如图1所示。
滤波电路利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同，实现滤波。
电容器C对直流开路,对交流阻抗小，所以CL对直流阻抗小,对交流阻抗大，因此L 应与负载串联.经过滤波电路后,既可保留直流分量、又可滤掉一部分交流分量，改变了交直流成分的比例，减小了电路的脉动系数,改善了直流电压的质量。
一、实验目的1。
了解整流、滤波电路的作用．２。
进一步熟悉示波器的使用.3。
观察单相半波、单相桥式及单相桥式整流电容滤波电路的输入、输出电压波形。
二、实验原理为方便分析,把二极管当作理想器件,即认为它加上正向电压导通时电阻为零，加上反向电压截止时电阻为无穷大.电容器在电路中有储存和释放能量的作用,电源供给的电压升高时,它把部分能量储存起来,而当电源电压降低时,就把能量释放出来，从而减少脉动成分，使负载电压比较平滑。
1。
单相半波整流电路电路如图2所示。
设在输入交流电压正半周：A端为正、Ｂ端为负,二极管因承受正向电压而导通,电流I L通路是A-Ｖ1—RＬ－B。
忽略二极管正向压降时,输入电压全部加在负载R L上。
在输入交流电压负半周:B端为正、A端为负,二极管因承受反向电压而截止。
输入电压几乎全部降落在二极管V上，负载ＲＬ上电压基本为零。
图1 直流稳压电路方框图由图5可见，在交流电一个周期内,二极管半个周期导通半个周期截止，以后周期重复上述过程.2.单相桥式整流电路电路如图３所示。
设在输入交流电压正半周：A端为正、B端为负，即Ａ点电位高于B点电位。
电工学II——直流稳压电源(11章)
Uo 2U
4. 电容滤波电路的特点 (2) 流过二极管瞬时电流很大 RLC 越大 Uo越高负载电流的平均值越大 ; 整流管 导电时间越短 iD的峰值电流越大
11.2 滤波器
交流 电压
整流
脉动 直流电压
滤波
直流 电压
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 流)不能突变的特性, 达到平滑输出电压波形的目的。
方法：将电容与负载RL并联，或电感与负载RL串联。
L
C
RL
RL
（1）电容滤波器
1. 电路结构（半波整流滤波电路）
3. 工作波形
a + u –
IOM =200mA URWM =50V
例： 有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频率 f=50Hz， 负载电阻 RL = 200，要求直流输出电压Uo=30V，选择整流 二极管及滤波电容器。
解：2. 选择滤波电容器 取 RLC = 3 T/2 ~
+ u –
+
C RL
+ uo –
1 50 RLC 3 0.03 S 2 已知RL = 50
滤波
有波纹的 直流电压
稳压
直流 电压
（1）稳压管稳压电路
IR + u – R
电流电阻R 限流调压 IO
当电源波动或负载电流的 变化引起Uo变化时(注意Uo
+ + C UI –
Iz
DZ RL
&#Uo Uz Iz IR = (Iz + Io) UR = IR R
项目六：整流、滤波及稳压电路
稳压二极管的主要参数: 1、稳定电压UZ：指稳压管通过额定电流时两端产 生的反向击穿电压值。 2、稳定电流IZ ：指稳压管产生稳定电压时通过 该管的电流值。 3、 动态电阻RZ：指稳压管两端电压变化与电流 变化的比值。该比值随工作电流的不同而改变，一 般是工作电流愈大动态电阻则愈小。 4、额定功耗Pz ：由芯片允许温升决定，其数值为 稳定电压Uz 和允许最大电流Izm 的乘积。 5、反向漏电流IR ：指稳压二极管在规定的反向电 压下产生的漏电流。
CW217--/CW217M--/CW217L-CW317--/CW317M--/CW317L--
4.三端可调负输出集成稳压器，国标型号为CW137--/CW137M--/CW137L-
CW237--/CW237M--CW237L-CW337--/CW337M--/CW337L--
5.三端低压差集成稳压器 6. 大电流三端集成稳压器
基本稳压电路
电路结构：电路是由稳压二极管Vz和电阻R等构成，稳压二极 管Vz是稳定输出电压UL，使UL输出电压受制于稳压二极管Vz的稳 压电压值上。电阻R又称为限流电阻，其作用是限制通过的电流 ，使稳压管Vz的稳定电流IZ不超过最大值，并使输出U0电压趋向 稳定。
工作原理：（1）当电网电压升高时， U1 U2 UL的电压都会跟着升高，并引起稳 压二极管两端的电压UZ增加，使输出电压 UL也增加，根据稳压二极管反向击穿特性， 当反向电压有微小增加时，就会引起反向
整流电路是将交流电转变为具有脉动成分的直 流电。
串联型直流稳压电源工作原理
串联型直流稳压电源工作原理串联型直流稳压电源是一种常见的电源类型，用于为电子设备提供稳定的直流电源。
其工作原理主要分为三个方面：整流、滤波和稳压。
首先，整流是通过将交流电转换为直流电的过程。
通常采用整流桥电路来完成，整流桥电路由四个二极管组成，可以将交流电的正、负半波分别变换为直流电的正、负半波。
交流电经过整流后变为含有较大的纹波的直流电。
接下来是滤波，主要是对经过整流后的直流电进行滤波处理，去除或减小其中的纹波。
一般采用电容滤波器来实现。
电容滤波器利用电容的充放电特性，对纹波进行平滑滤波。
在电容滤波器中，电容充电时可以吸收纹波电压，而充电电流间歇供应到输入负载上；而电容放电则通过输出负载的从电容电阻式滤波电路中获得电流。
最后是稳压，稳压主要是通过反馈控制的方式，对滤波后的直流电进行稳定输出。
其中最常见的稳压控制方式是采用反馈电路，以及一些稳压元件，如稳压二极管、稳压器等。
当负载发生变化时，反馈电路可以感知到输出电压的变化，并通过电子元件将变化传递到稳压器中，使稳压器对输出电压进行调整，以保持输出电压稳定不变。
整流、滤波和稳压是串联型直流稳压电源工作的三个关键环节，它们相互配合，共同实现了对交流电的转换、纹波的滤波和输出电压的稳定。
在整个过程中，稳压器起到了至关重要的作用，它通过不断调整输出电压的方式，实现了对电子设备需要的稳定输出。
然而，串联型直流稳压电源并非没有缺点。
首先，由于采用了整流和滤波技术，稳压电源的成本相对较高。
其次，滤波器的电容具有容量限制，当输出电流较大时，可能无法满足对纹波的完全滤波。
此外，稳压电源对输入电源的稳定程度要求较高，对功率因数的要求也较高。
总的来说，串联型直流稳压电源是一种常用的电源类型，可以为电子设备提供稳定的直流电源。
其工作原理主要包括整流、滤波和稳压三个步骤。
尽管存在一些缺点，但串联型直流稳压电源在广泛的电子设备中得到了广泛应用。
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直流稳压电源的整流及滤波
1．整流电路的分类
（1）按输入沟通电源类型可分单相整流和三相整流等。
（2）按输出功率可分为小功率和大功率。
小功率直流电源通常采纳单相整流，而对于较大功率的直流电源，通常采纳三相整流。
（3）按整流元件的类型可分为可控整流和不行控整流电路。
在可控整流电路中，通过转变整流元件的导通时间来掌握输出电压的大小；在不行控整流电路中，整流元件的导通时间是不行控的，当整流电路的输入电压和负载肯定时，输出电压肯定。
2．整流电路的基本工作原理
整流电路利用整流二极管的单向导电性，将沟通电变成单向脉动电，输出电压中包含有肯定的直流重量。
3．单相整流电路及其主要性能指标
设为变压器副边电压有效值，为负载电阻，为电路输出电压的直流重量，为二极管承受的最高反向电压，为流过二极管的电流平均值。
单相整流电路及其主要性能指标如表1。
表1 单相整流电路及其主要性能指标
名称
电路
性能指标
特点
半波整流
电路简洁，输出电压纹波大，变压器利用率低。
全波整流
输出电压纹波小，变压器的利用率低，二极管承受的反向电压高。
桥式整流
电路简单，输出电压纹波小，变压器的利用率高。
二极管承受的反向电压比全波整流电路低。
4．滤波电路
(1)滤波电路的作用
滤波电路是利用电容、电感在电路中的储能作用及其对不同频率有不同电抗的特性来组成低通滤波电路，以减小输出电压中的纹波。
(2) 电容滤波电路
单相桥式整流电容滤波电路如图10.1 所示，本电路的外特如图10.2 所示。
(3) 电容滤波电路的特点
① 输出电压的平均值大于变压器副边电压的有效值。
当(为沟通电压的周期)时，输出电压平均值
② 输出直流电压的大小受负载变化的影响较大，适合于负载不变或输出电流不大的场合。
③滤波电容越大，滤波效果越好。
④流过二极管的冲击电流较大，选择二极管的电流参数时应当留有2~3倍的裕量。
(4) 其它形式的滤波电路
除电容滤波电路外，还有电感滤波、RC—π型滤波、LC—π型滤波等电路。