合肥工业大学：《模拟电子技术》课程教学资源（PPT课件讲稿）第十讲 电源

电子墼骁毛辔腱糨霍蘋變纚氍瀷窸搋樹毎 用费丿真有直躲l秀襦賺悆傘酧盎趄 电源变压器 整流电路 滤波电路 稳压电路 V1 L F 交流电压 t 直流稳压电源结构图和稳压过程

电源 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。 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。 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。 电子电路工作时都需要直流电源提供能量，电池因使 用费用高，一般只用于低功耗便携式的仪器设备中

小功率整流滤波电路 单相桥式整流电路 (1)工作原理 2 2TU 3T4兀 D DI /212 2 十 以 当正半周时二极管D1、D导通,0 ot 在负载电阻上得到正弦波的正半周。 J/2v2 (t 当负半周时二极管D2、D4导通, 在负载电阻上得到正弦波的负半周。 ot ↓Rms=v2 在负载电阻上正负半周经过合成, 得到的是同一个方向的单向脉动电压

单相桥式整流电路 (1) 工作原理 当正半周时二极管D1、D3导通， 在负载电阻上得到正弦波的正半周。 当负半周时二极管D2、D4导通， 在负载电阻上得到正弦波的负半周。 在负载电阻上正负半周经过合成， 得到的是同一个方向的单向脉动电压

DX xD 1 12 D火齐D24 RL 1o 单相桥式整流电路

动画5-1

动画5-2

(2)负载上的直流电压和直流电流 输出电压是单相脉动电压。通 常用它的平均值与直流电压等效 evA 2TU 输出平均电压为 t JLI 3兀 4兀 2V sin o tdo t V2=0.92 V2V2 R 流过负载的平均电流为 L oUt 2√2V,0.9 吃 兀R1R1R / 2V2 0D1 D3: D2 D4, D1 D3 D2 D4 oot 流过二极管的平均电流为 导通导通导通导通 ln=√2N2=R 0.452 2 I R 二极管所承受的最大反向电压VRm=√22

(2) 负载上的直流电压和直流电流 输出电压是单相脉动电压。通 常用它的平均值与直流电压等效。 输出平均电压为 2 2 π 0 L 2 0.9 π 2 2 2 sin d π 1 V = V t t = V = V    流过负载的平均电流为 L L R V R V R V I = = = L 2 L 2 L 0.9 π 2 2 L 2 L L 2 D 0.45 π 2 2 R V R I V I = = = 流过二极管的平均电流为 二极管所承受的最大反向电压 VRmax = 2V2

滤波电路 濾波的基本概念 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C应该 并联在负载两端。 电感器L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 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

滤波电路 滤波的基本概念 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C应该 并联在负载两端。 电感器L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

电容滤波电路 单相桥式电容滤波整流电路 在负载电阻上并联了一个滤波电容C t D 4 D 阝,_x 3 L

电容滤波电路 单相桥式电容滤波整流电路。 在负载电阻上并联了一个滤波电容C

(1)滤波原理 若电路处于正半周,二极管D1、D2导通,变压器次端 电压v2给电容器C充电。此时C相当于并联在v2上,所以输 出波形同v2,是正弦形。 v2 2TC 3兀 4T 在刚过90°时,正弦曲线下降 的速率很慢。所以刚过90°时 极管仍然导通。在超过90° 后的某个点,正弦曲线下降的 龙MMMN 速率越来越快,二极管关断。 所以,在t1到t2时刻,二极管 t 导电,C充电,v=v按正弦规律变,↑ 化;t2到t3时刻二极管关断,vc= t 按指数曲线下降,放电时间常数为 R1C。 tit2 t3 电容滤波波形图

当v2到达90°时，v2开始 下降。先假设二极管关断， 电容C就要以指数规律向 负载ＲL放电。指数放电起 始点的放电速率很大。 (1)滤波原理 若电路处于正半周，二极管D1、D3导通，变压器次端 电压v2给电容器C充电。此时C相当于并联在v2上，所以输 出波形同v2 ，是正弦形。 电容滤波波形图 所以，在t1到t2时刻，二极管 导电，Ｃ充电，vC =vL按正弦规律变 化；t2到t3时刻二极管关断，vC =vL 按指数曲线下降，放电时间常数为 RLC。 在刚过90°时，正弦曲线下降 的速率很慢。所以刚过90°时 二极管仍然导通。在超过90° 后的某个点，正弦曲线下降的 速率越来越快，二极管关断

需要指出的是,当 放电时间常数RC增加时, 2TU 1点要右移,12点要左移, t 3兀 4TT 二极管关断时间加长 3 导通角减小,见曲线3 反之,R1C减少时,导通 at 6←导通角 角增加。显然,当R1很 小,即很大时,电容滤 at 波的效果不好,见滤波团乡 中的2。反之,当R1很大, 电容滤波的效果 即l很小时,尽管C较小,R1C仍很大,电容滤波的效果也很好 见滤波曲线中的3。所以电容滤波适合输出电流较小的场合

需要指出的是，当 放电时间常数RLC增加时， t1点要右移， t2点要左移， 二极管关断时间加长， 导通角减小，见曲线3； 反之，RLC减少时，导通 角增加。显然，当ＲL很 小，即IL很大时，电容滤 波的效果不好，见滤波曲线 中的2。反之，当ＲL很大， 即IL很小时，尽管C较小, RLC仍很大,电容滤波的效果也很好, 见滤波曲线中的3。所以电容滤波适合输出电流较小的场合。 电容滤波的效果

动画5-3