直流稳压电源的整流电路
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。
直流稳压电源的设计与制作
仿真一：电源变压器的基本特性
1、要求：电源变压器：10：1，200V/50Hz
负载电阻：100欧，示波器
电 2、仿真电路： 源 变 压 器
3、回答问题：
• 变压器初级输出电压幅值约为 V 电 • 变压器次级输出电压幅值约为 V 源 • 初级绕组输入电压与次级绕组输出电
变 压之比 约为 ： 。
压
器 注：理想变压器满足：
v1
整 D1导通、D2管截止，
v2
流
负载中有电流流过； v2
D2
电
在U2负半周：
0
D1截止、D2管导通，
2
3 4
t
路
负载中有电流流过。 vo
0
t
仿真三：单相全波整流电路 1、要求：二极管（理想）2只 2、仿真电路：
整 流 电 路
3、观察并回答问题：
❖全波整流电路的输出电压波形并记
录。
整 ❖输出电压是
整 流 电 路
3、观察并回答问题：
❖桥式整流电路的输出电压波形并记
录。
整 流 电 路
❖输出电压是
性）
（双极性/单极
❖输出电压是
（全波/半波）
❖输出电压与输入电压的幅值相比是
（基本相等/相差很大）
❖如何用次级带中心抽头变压器输出
正、负两种极性的电压？
整流电路
3 桥式整流电路：
4、参数计算：
（1）输出的直流电压值为:
5、整流二极管的选择：
整
（1）D管的最大整流电流IF必须大于
流 电
实际流过二极管的平均电流IDO ： IF > IDO =ULO/RL=0.45 U2/RL （2）D管的最大反向工作电压UR必须
直流稳压电源的构成
直流稳压电源的构成
直流稳压电源主要由以下几个部分构成：
1.变压器：用于将市电的交流电压变换为所需的直流电压，具有降压或升压的功能。
2.整流电路：用于将变压器输出的交流电压转换为直流电压。
常见的整流电路包括整流二极管桥等。
3.滤波电路：用于滤除整流后产生的交流纹波，使直流输出更加平稳。
滤波电路一般由电感和电容组成。
4.稳压电路：用于稳定输出的直流电压，以防止负载变化或电源波动引起的输出电压变化。
常用的稳压电路有电压稳定器、集成稳压模块等。
5.输出电路：用于将稳定的直流电压提供给负载。
输出电路可以是简单的电阻、负载电阻等，也可以是需要提供稳定电压的设备或电路。
此外，直流稳压电源还可能包括过流保护电路、过温保护电路、显示和控制电路等功能模块，以提供更安全、可靠的电源输出。
第4章直流稳压电源
'
2 U2
UO
T RLC ≥(3~5) 2 UO =1.2U2
0
iD
0
t1 t2
t3 t4
t
0.9U2 0.45U2
0
IO
t
全波整流电容滤波电路的外特性
2. 电感滤波电路 T
L
io
u1
uo
u2
u'o
RL
uo
u'o
uo、 io
2 3
Uo
0.9U2
外特性较硬
t
外特性
Io
电感L越大，滤波效果越好。
3. 单结晶体管振荡电路和工作波形
第4章 4.6
uC
充
R
R2
UP
UBB
电 C
UV
0
t
u
放 电 G
uG
t
R1
uG
0
振荡 原理
当电容充电到uc≥Up时,单结晶体管导通,经R1放电; 当电容放电至uc<UV时单结晶体管截止,电容重新 充电。 循环往复,在电阻R1上形成触发脉冲uG 。
第4章 4.6
4. 单结晶体管同步触发整流电路和工作波形
uZ uC uG
t
t
uO
t
t
习题
1. 一个直流稳压电源应该由以下几部分组成:___________
滤波电路；稳压电路 。 变压器;整流电路;
2. 普通晶闸管控制极的作用是(
a ）。
(a) 加正向电压触发晶闸管使其导通 (b) 加反向电压使晶闸管可靠的截止 (c) 使阳极电流与控制极电流保持线性关系实现电流放大作用
(1) 电路组成 D3 R D4 Rp DZ C R2
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
数字电路 第七章 直流稳压电源
=
1 π
π 0
2V sinωt d( ωt ) = 2 2 V = 0.9V π
流过负载电阻RL的电流io的平均值Io
Io
=
Vo RL
= 0.9
V RL
流经每个二极管的平均电流
ID
=
1 2
Io
=
0.45
V RL
最高反向电压VDRM VDRm = 2V
纹波系数(脉动系数)kr
kr
=
4 3
2V / 2 2V ≈ 0.67 ππ
vi
2 ωt
vo
2 ωt
io = iD
2 RL
ωt
负载上得到的整流电压是单方向的、大小变化的脉动 电压， vo是一个非正弦周期电压，可用傅里叶级数表 示为
vo =
2 V[1+ π sin ωt − 2 cos 2ωt − 2 cos 4ωt −L]
π
2
3
15
vo的大小常用一个周期的平均值来表示：
∫ vo
止了输出电压的增加。
VI↑→VO↑→Vf↑→VB↓→VCE↑→VO↓
IE VE
R
IB
Vi
VB
VZ
R1
Vf
R2 Vo
RL
R3
2.输出电压调节范围的计算
根据图可知 Vf=VZ
VZ
R1 + R2 + R3 R2 + R3
≤ VO
≤
VZ
R1
+
R2 R3
+
R3
调节R2改变输出电压。
IE VE
R
IB
Vi
VB
VI↑→VO↑→VZ↑→IZ↑→IR↑→VR↑→VO↓
直流稳压电路各部分组成及功能
一．直流稳压电路各部分组成及功能1.电源变压器：将220V交流电降压获得所需的电压值，其输出仍为50Hz的正弦波电压。
输出波形如图：2.整流电路：将降压后的交流电变换成单项直流电，其输出电压变化范围大。
整流电路输出波形：3.滤波电路：将脉动大的直流电变成平滑的脉动小的直流电，即滤去单项脉动电压中的交流成分。
滤波电路输出波形：4.稳压电路：将脉动小的直流电变成不受外界影响的稳定的直流电输出。
二．整流电路的选择方案一.单项半波整流电路工作波形：整流电压平均值：u 0=0.45u2流过每管的电流平均值：I D=I0每管承受的最高反向电压：u BM= 2 u=1.41u变压器二次电流有效值I=1.57 I0特点：电路简单，但输出电压纹波系数大、效率低。
工作原理：在变压器二次侧交流u正半周时，0端的电位高于b端的点位。
二极管D在正向电压的作用下导通，电流i0在负截上的电压u0、二极管的管压降u D由电源a端经D及负截R L回到电源b端，完成整流通路。
在u的负半周时，b端的电位高于a端电位，二极管D 截止，构不成通路，流过负截R L上的电流为零，由此可见，半波整流电路只能在交流电的正半周期提供脉动直流电流。
方案二、单相全波整流电路工作原理：为提高电源的利用率，可将两个半波整流电路结合起来组成一个全波整流电路，如图所示。
二极管D1D2在正、负半周轮流导电，且流过负载R L的电流为同一方向，故在正、负半周，负载上均有输出电压。
当u2为正半周时，D1导通，D2截止，i D1流过负载R L，产生上正下负的输出电压；当u2为负半周时D1截止，D2导通，i D2流过R L，产生输出电压的方向仍然是上正下负，故在负载上得到一个但方向的脉动电压，其整流波形如图所示。
直流电压u0和直流电流I0计算：由输出波形可看出，全波整流输出波形是半波整流时的两倍，所以输出直流电压也为半波时的两倍，即:u 0=2 2 u2/π≈0.9 u2 I0= u 0/R L=0.9 u2/R L特点：输出电压纹波系数较小，二极管承受反压高。
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直流稳压电源：整流电路及其作用
直流稳压电源是一种将交流电转换为稳定的直流电的装置，其中整流电路是其关键组成部分。
整流电路用于将交流电转换为脉动的直流电，并通过稳压电路将其进一步稳定。
以下是直流稳压电源中常见的整流电路：
1.单相半波整流电路：单相半波整流电路是最简单的整流电路之一。
它使用一个二极管将输入的交流电信号的正半周通过，而将负半周阻塞。
这样，输出信号变为脉动的单向直流电。
2.单相全波整流电路：单相全波整流电路通过使用两个二极管和一个中心点连接的负载电阻来实现。
它能够利用输入信号的正负半周，将交流信号全部转换为直流信号。
3.三相桥式整流电路：三相桥式整流电路是在三相交流电系统中常用的整流电路。
它由四个二极管组成，能够实现对三相输入信号的完全整流。
这些整流电路只能将交流电转换为脉动的直流电，而输出的直流电仍然具有一定的波动。
为了进一步稳定输出电压，直流稳压电源还需要添加稳压电路，例如使用电容滤波和稳压器件（如稳压二极管或稳压IC）来平滑输出信号并保持稳定的电压。
需要注意的是，具体的直流稳压电源设计和整流电路的选择可能会根据需求和应用的特定要求而有所不同。
对于高精度和高性能的稳压电源，可能需要更复杂和精细的整流电路和稳压电路设计。