直流电源的组成及各部分的作用102整流电路
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。
直流电源的组成部分及功能
直流电源的组成部分及功能
直流电源通常由以下几个组成部分构成：
1. 变压器：将输入的交流电压转换为所需的直流电压。
2. 整流电路：将交流电压转换为直流电压。
常见的整流电路有单相整流桥和三相整流桥。
3. 滤波电路：通过电容器或电感器等元件对输出的直流电压进行滤波，消除交流干扰，使输出电压更稳定。
4. 稳压电路：对输出的直流电压进行稳定，保持输出电压在一定范围内的变化。
5. 保护电路：包括过载保护、过热保护、短路保护等，用于保护电源和负载设备的安全。
6. 控制电路：控制电源的开关、稳压、保护等功能，保证电源的正常运行。
直流电源的功能包括：
1. 为电子设备提供稳定的直流电源：直流电源可以为各种电子设备提供稳定的直流电压和电流，确保设备正常工作。
2. 过载保护：通过过载保护电路，当负载电流超过设定范围时，直流电源会自动切断输出，保护负载设备和电源本身。
3. 稳定输出：通过稳压电路和滤波电路，直流电源可以稳定输出所需的直流电压，并保持输出电压在一定范围内的变化。
4. 防止干扰：通过滤波电路消除交流干扰，使输出电压纯净，减少对负载设备的干扰。
5. 提供可调节的输出电压和电流：一些直流电源可以根据需要调节输出电压和电流的大小，以适应不同负载的需求。
直流稳压电源原理
ΔU
O
ΔI
图 10.5.1 硅稳压管的伏安特性
10.5.3
硅稳压管稳压电路
一、电路组成和工作原理
稳压原理(稳压管两端电 压变化小电流变化大)： 1. UI 不变，RL 减小 RL IL UR UO IZ
UO=UI UR IR=IL+IZ
图 10.5.2
UO 基本不变
2. RL 不变， UI 升高 UI UO IZ UR UO 基本不变
U Imin U Z I Lmax > I Zmin R
或：
U Imin U Z R< I Zmin + I Lmax
10.6
10.6.1
串联型直流稳压电路
电路组成和工作原理
图 10.6.1
采样电路：R1、 R2、 R3 ； 基准电压：由 VDZ 提供； 稳压过程：
放大电路：A； 调整管：VT；
U O1m S= U O(AV)
(Uo1m是输出电压的基波最大值)
三、二极管正向平均电流 ID(AV) 四、二极管最大反向峰值电压 URM
在桥式整流电路中， 输出直流电压：
U O(AV) 1 = π
∫
π
0
2 2 2U 2sinωtd(ωt ) = U 2 = 0.9U 2 π
脉动系数：
2 4 4 Θ uO = 2U 2 ( cos 2ωt cos 4ωt Λ ) π 3π 15π
10.3.2
RC - Π 型滤波电路
图 10.3.4
输出直流电压为： U O(AV) 脉动系数 S 约为：
RL ′ = U O(AV) R + RL
1 S≈ S′ ωC 2 ( R // RL )
适用于负载电流较小的场合。
第10章 直流电源
IO
UO RL
0.45 U2 RL
(3) 流过二极管电流平均值 ID
ID Io
(4) 二极管承受的最高反向电压 URM
URM 2U2
5. 整流二极管的选择
根据二极管的电流 ID和最高反向电压URM来选择。
选管时应满足：IF ID UR URM
例1 有一单相半波整流电路，已知负载电阻RL=750， 变压器二次侧电压U2=20V，试求Uo，Io及URM，并选 择二极管。
第10章 直流电源
10.1 直流稳压电源的组成及各部分的作用 10.2 单相整流电路 10.3 滤波电路 10.4 稳压管稳压电路 10.5 线性稳压电路 *10.6 开关型稳压电路
10.1 直流稳压电源的组成及各部分的作用
变压
整流
滤波
稳压
交流电源
负载
u1
u2
u3
u4
uo
整流变压器：把交流电压变成符合整流需要的电压。
1. 电路结构
T+
~ u1
u–2 +
D1 iD1
3. 工作波形
u2
2U2
O
io
t
+
u–2
D2 iD2 RL uo –
uo
2U 2
2. 工作原理
t
uD
U2负半周，D2导通，
t
D1截止，uo= -u2
2 2U2 uD2 uD1
4. 参数计算
(1) 整流电压平均值 Uo
Uo 0.9U2
Uo
2
1 2π
D1
+
D2 RL
π ο
2U2sin td(t) 2 0.45U2 0.9U2
直流电源培训课件
缺点是二极管用得较多 。
7.3 滤 波 电 路
从前面的分析可知，无论何种整流电 路，它们的输出电压都含有较大的脉动成 分。为了减少脉动，就需要采取一定的措 施，即滤波。滤波的作用是一方面尽量降 低输出电压中的脉动成分，另一方面又要 尽量保留其中的直流成分，使输出电压接 近于理想的直流电压。
滤波电路一般由电抗元件组成， 如在负载电阻两端并联电容器C，或 与负载串联电感器L，以及由电容器、 电感器复合而成的各种组合式滤波电 路。常见的结构如图7.7所示。
1. 工作原理及输入输出波形
电路中各处的波形如图7.1（b）所示。 由图可知，利用二极管的单向导通这一特 性，使变压器副边的交流电压转换成为负 载两端的单向脉动电压，从而达到整流的 目的。由于这种电路只在交流电压的半个 周期内才有电流流过负载，因此称为单相 半波整流电路。
2. 参数计算
(1) 负载上输出的平均电压U0 (2) 整流二极管正向平均电流ID (3) 整流二极管所承受的最大
7.4.1稳压电路及其主要技术指标
1. 主要技术指标
(1) 内阻（也称输出电阻）R0 (2) 稳压系数Sr (3) 电压稳定度SV
2. 硅稳定管稳定电路
(1) 电路组成和工作原理
稳压管稳压电路如图7.16所示。
图7.16硅稳压管稳压电路
(2) 各参数的估算
① 内阻R0 ② 稳压系数Sr ③ 限流电阻的选择
7.2.1单相半波整流电路
带有纯阻负载的单相半波整流电路如 图7.1（a）所示，这是一种最简单的整流 电路。它由变压器T、整流二极管VD及负 载RL3部分组成。二极管VD具有正向导通、 反向截止的开关作用，所以将交流电变成 了脉动的直流电，称为整流二极管；负载 RL将电能转换成其他能量。
电源的内部构造及功能详解
电源的内部构造及功能详解电源是电子设备中的重要组成部分，它的主要功能是将交流电转换为直流电，并为其他电子设备提供稳定的电力供应。
在电源的内部，有许多不同的组件和电路，下面将详细介绍电源的内部构造和功能。
1.输入电路：电源的输入电路主要由电源插头、开关、过滤电容和保险丝等组成。
电源插头用于将室外的交流电接入电源内部，开关用于控制电源的开关机状态，过滤电容则用于滤除交流电中的噪声，保险丝则起到保护电源和其他电子设备的作用。
2.变压器：电源内部的变压器是将室外的交流电转换为适合电子设备使用的低压交流电。
变压器主要由铁芯和线圈组成，当交流电通过线圈时，会在铁芯中产生磁场，进而产生感应电压，并将输入电压降低到合适的电压范围。
3.整流电路：整流电路是将从变压器输出的交流电转换为直流电的重要电路。
整流电路主要由整流桥、滤波电容和滤波电感等组成。
整流桥可以将交流电转换为脉冲波形的直流电，滤波电容和滤波电感则用于平滑直流电的脉动量，使得输出电压更加稳定。
4.稳压电路：稳压电路是为了保持电源输出的电压稳定的电路，它主要由稳压二极管、比较器和反馈电路等组成。
稳压二极管能够根据输出电压的变化自动调节其通导状态，以达到稳定输出电压的目的。
比较器用于检测输出电压是否达到设定值，并通过反馈电路控制稳压二极管的通导状态。
5.过载保护电路：过载保护电路是为了避免电源过载运行导致故障或损坏的电路。
过载保护电路主要由过载保护器、限流电阻和过流检测电路等组成。
过载保护器能够根据电源输出的电流超过额定值时断开电源的输出回路，以保护电源和其他电子设备的安全。
6.短路保护电路：短路保护电路是为了防止电源和其他电子设备短路时产生过大的电流而引起故障或安全隐患。
短路保护电路主要由短路保护器、过流检测电路和自动断电电路等组成。
短路保护器能够在检测到输出回路短路时迅速断开电源输出，以保护电源和其他电子设备的安全。
7.输出电路：输出电路是将电源内部的直流电转换为其他电子设备所需的电源电压和电流。
简单了解直流电源的四个部分。
你们了解直流电源的四个部分及用途吗？
今天美恩斯带你了解直流电源的四个部分，直流电源是一种能量的转换装置。
能够把其他形式的能量转换成电能。
来维持电流的稳恒流动。
直流电源的组成还有各个部分的作用
（1）电源变压器：将电网中的交流电压变换成所需要的交流电压。
（2）整流电路：把交流电压变成脉动的直流电压。
（3）滤波电路：过滤掉单方向脉冲的直流电压当中的谐波成分。
（4）稳压电路：在电网的电压跟负载发生变化的时候，能够使得输出的电压稳定。
直流电源的用途
直流电源主要是用来在科研单位或者实验室用来做可调电源或者是作为生产线上的产品寿命的试验的电源，它是首选，因为它有着完善的保护电路，能够满足消费者的需求，跟开关电源相比较的话，它有着精度高，纹波小，没有高频辐射的干扰，适用的场合广等特点一般直流电源能够给继电器还有电机老化、测试还有电阻器能够使用，直流电源有着很高的准确性还有高精度高稳定性的电子特性。
以上就是美恩斯对直流电源的讲解，希望对大家有所帮助。
直流电源 电路知识讲解
半波
全波
桥式
倍压整流
二极管
可控硅
本课主要介绍：
单相半波整流，单相桥式整流 为分析简单起见，把二极管当作理想元件处理，即 二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。
1. 单相半波整流电路工作原理
T u1
a
u2 b
D
iL
u2 >0 时，二极管 导通。
RL
uo
忽略二极管正 向压降： u o =u 2 u2<0时，二极 管截止,输出电 流为0。
L
滤波电路（2）
一般取 τ
R C ( 3 5 ) T/2(T:电源电压的周期) L Io= Uo/RL
o
近似估算: Uo=1.2U2 (b) 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 (c) 二极管承受的最高反向电压
(4) 二极管上承受的最高电压：U RM
2U2
3. 单相桥式整流电路
（1）电路结构
+ u1 220V 50Hz
D4
u2
D1 +
D3
D2 RL
uo -
交流 电源
降压 变压 2、工作原理
桥式 整流
负载
D1、D3导通D2、 在u2正半周： D4截止 D1、D3截止D2、 在u2负半周： D4导通uo=-u2
u o= u 2
单相桥式整流电路的主要参数
一、整流输出电压的平均值与脉动系数
整流输出电压的平均值Uo和输出电压的脉动系数S是衡量整流 电路性能的两个主要指标。 1. 整流输出电压平均值（Uo(AV)）
全波整流时，负载电压 Uo的平均值为:
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IF
1.1IO(AV)
1.1
2U2
RL
URM 1.1 2U2
10.2.2 单相桥式整流电路
在实用电路中，多采用全波整流电路， 最常用的是单向桥式整流电路。
一、电路的组成
图 10.2.4 单向桥式整流电路
图10.2.5 单向桥式整流电路的习惯画法
二、工作原理
1. u2 >0时，电流由+流出，经 VD1、 RL、VD2流入-。 2. u2 <0时，电流由-流出，经 VD3、 RL、VD4流入+。
3. 脉动系数 整流输出电压的基波峰值UO1M与输出电压
平均值UO(AV)之比。
S UO1M U O(AV)
S愈大，脉动愈大。
由于半波整流电路输出电压uO的周期与u2相同，uO的 基波角频率与u2相同，即50Hz。通过谐波分析，可得：
U O1 M
U2 2
U2
故半波整流电路输出电压的脉动系数 S
图10.2.6 单相桥式整流电路的波形 图
三、输出电压平均值 UO(AV) 和输出电流的平均值IO(AV)
1
UO(AV) 0
2U 2s intd(t )
22
U2
0.9U 2
IO(AV)
UO(AV) RL
0.9U2 RL
脉动系数：
uO
2U 2
(
ห้องสมุดไป่ตู้
2
4 3
cos
2t
4 15
cos
4t
)
42
S UO1M 3 U2 2 0.67
2
1.57
2U2 2
三、整流二极管的选择
根据流过二极管电流的平均值和它所承受的最大反向电压来选择二极管的 型号。
二极管的正向平均电流等于负载电流平均值
I D( AV)
IO(AV)
0.45U 2 RL
二极管承受的最大反向电压等于变压器副边的峰值电压
URmax 2U2
对于二极管最大整流平均电流IF和最高 反向工作电压URM均应留有10%的余地， 以保证二极管安全工作。
滤波电 路
稳压电 路
负载
图 10.1.1 直流稳压电源的方框图 整流：将交流变为直流的过程。 滤波：将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。
10.2 整流电路
10.2.1 整流电路的分析方法及其基本参数
一、工作原理
2U2 sint
图10.2.1 单相半波整流电路
优点：使用元件少。 缺点：输出波形脉动大；直流 成分小；变压器利用率低。
第10章 直流电源
10.1 直流电源的组成及各部分的作用
10.2 整流电路
10.3 滤波电路
华 10.4 稳压管稳压电路
成
英 第
10.5 串联型稳压电路
四
版
10.6 开关型稳压电路
本章重点和考点：
1. 掌握直流电源的组成及各部分的作用，能画出直流稳压电源的方框 图。
2. 掌握单相桥式整流电路工作原理、波形分析、输出电压和电流平均 值的估算。
3. 掌握电容滤波电路的工作原理和估算。
4. 了解电感滤波电路的工作原理。
华 成
5. 理解稳压管稳压电路的工作原理。
英
第
6. 了解串联型稳压电路的工作原理。
四
版
7. 掌握三端集成稳压器的应用。
8. 了解开关型稳压电路的工作原理及特点。
10.1 直流电源的组成及各部分的作用
电网电 压
电源 变压器
整流电 路
U O(A V)
2
2
U
2
3
四、整流二极管的选择
每只二极管只在变压器副边电压的半个周期通过电流，所以每只二极管的平均电 流只有负载电阻上电流平均值的一半。
I D( AV)
IO(AV) 2
0.45U2 RL
二极管承受的最大反向电压等于变压器副边的峰值电压
URmax 2U2
对于二极管最大整流平均电流IF和最高 反向工作电压URM均应留10%的余地， 以保证二极管安全工作。
图10.2.8(a) 三相整流电路
图10.2.8(a) 三相整流电路
图10.2.8(b) 三相整流电路的波形
D1 D2 D3轮流导通，阳极电位高的D先导通； D4D5D6轮流导通，阴极电位低 的D先导通。
感谢下 载
2U 2 RL
2U 2
2U 2
二、主要参数
1. 输出电压平均值 UO(AV)
输出电压平均值就是负载电阻上 电压的平均值。
1
UO(AV) 2
2
0 uOd(t )
1
2 0
2U2sintd(t)
2 U2 0.45U2
2. 负载电流的平均值 IO(AV)
IO(AV)
UO(AV) RL
0.45U2 RL
IF
1.1IO(AV) 2
1.1
2U2
RL
URM 1.1 2U2
如何实现正、负电源？
将桥式整流电路变压器副边中点接地， 并将二个负载电阻相连接，且连接点 接地。
uO1 为正； uO2为负
图10.2.7 利用桥式整流电路实现正、负电 源
三相整流电路
变压器副边的三个端均应接两只二极 管，一只接阳极，另一只 接阴极。