《模拟电路设计基础》课程教学资源（PPT课件讲稿）第十章 直流稳压电源

第十章直流稳压电源 教学时数:6学时 重点与难点: 1、直流电源的组成 2、整流电路的结构、原理及性能指标 3、滤波电路的工作原理及性能指标 4、串联稳压电路的工作原理 5、开关稳压电路

1 第十章 直流稳压电源  教学时数：6学时  重点与难点：  1、直流电源的组成  2、整流电路的结构、原理及性能指标  3、滤波电路的工作原理及性能指标  4、串联稳压电路的工作原理  5、开关稳压电路

10-1直流电源的组成及各部分的 作用 在工业生产和日常生活中,许多电气设备和 家用电器中,通常需要电压电流稳定的直流电源 供电,而电网提供的通常为单相220伏或三相 380伏的交流电源; 将交流电源通过变压、整流、滤波、稳压后 变为幅值稳定、电流稳定的直流电的设备称为直 流稳压电源。 输入电压为单相220V,输出电流在10A以下, 调整管工作在线性工作区的稳压电源称为小功率 线性直流稳压电源。 2

2 10-1 直流电源的组成及各部分的 作用 在工业生产和日常生活中，许多电气设备和 家用电器中，通常需要电压电流稳定的直流电源 供电，而电网提供的通常为单相220伏或三相 380伏的交流电源； 将交流电源通过变压、整流、滤波、稳压后 变为幅值稳定、电流稳定的直流电的设备称为直 流稳压电源。 输入电压为单相220V，输出电流在10A以下， 调整管工作在线性工作区的稳压电源称为小功率 线性直流稳压电源

V么 整流电路 波电路 稳压电路 电源变压器:将交流电网电压u1变为合适的交流电压2 整流电路:将交流电压2变为脉动的直流电压3 滤波电路:将脉动直流电压n3转变为平滑的直流电压4 ■稳压电路:清除电网波动及负载变化的影响保持输出电 压u的稳定。 3

3  电源变压器: 将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2。  整流电路: 将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。  滤波电路: 将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4  稳压电路: 清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电 压uo的稳定。 整 流 电 路 滤 波 电 路 稳 压 电 路 整 流 电 路 滤 波 电 路 稳 压 电 路 u1 u2 u3 u4 uo

10-1单相整流电路 整流电路的任务: 把交流电压转变为直流脉动的电压。 整流电路分类 「相伴波「桥式 仁极管 相1全波]倍压整流可控硅 本课主要介绍: 单相半波整流,单相全波整流,单相桥式整流 为分析方便,假设所用元件为理想元件。 4

4 单相 三相 二极管 可控硅 桥式 倍压整流 半波 全波 本课主要介绍： 单相半波整流，单相全波整流，单相桥式整流 把交流电压转变为直流脉动的电压。 整流电路分类： 整流电路的任务： 10-1 单相整流电路 为分析方便，假设所用元件为理想元件

1单相半波蕘流电路 以单相半波整流电路为例说明整流电路的 工作原理。 设变压器附边输出电压有效值为U/2 u2=√2U, sino D 当a2>0时: 二极管导通,。=u R o当u2<0时 二极管截止,un=0 5

5 1.单相半波整流电路 u 二极管导通，uo =u2 1 u2 a T b D RL uo 二极管截止, uo=0 + – io + – 当u2 >0 时: 当u2<0时: 以单相半波整流电路为例说明整流电路的 工作原理。 设变压器附边输出电压有效值为U2。 u 2U sin t 2 = 2 

单相半波整流电压波形 D D ot 兀4元 L D 工作效率为50%。 6

6 单相半波整流电压波形 u1 u2 a T b D RL uo uD u2 uo uD t 0  2 3 4 工作效率为50%

主要参数 D D 11a 0 L 2 ot L 0兀2 输出电压平均值(Uo4m),输出电流平均值(Ly): 2丌 元 0(AV)2兀 uod(at) u,d(ot)+ uod(at ) 2兀 20 √2U2 sin otd(or= =0.45U, 2兀 元 O(An U/R1=0.45U2/R (4V L 7

7 输出电压平均值（Uo(AV)）,输出电流平均值（Io(AV) )： u1 u2 a T b D RL uo uD io Io(AV)= Uo(AV) /RL =0.45 U2 / RL uo 0  2 t 主要参数： 2 2 2 0 0 2 0 0 2 0 O( AV ) 0 0.45U 2U [ 2U sin t d( t )] 2 1 [ u d( t ) u d( t )] 2 1 u d( t ) 2 1 U = = = = = +                  

二极管上的平均电流及承受的最高反向电压: L D D 114 L 2 ot L THT DRM 二极管上的平均电流:D=o 承受的最高反向电压:UD=√2U2 应用时选择反向耐压≥1.1UDRM的整流二极管。 8

8 二极管上的平均电流及承受的最高反向电压： u1 u2 a T b D RL uo uD io uD 0  2 t UDRM 二极管上的平均电流： ID = IO UDRM = 承受的最高反向电压 2U2 : 应用时选择反向耐压≥1.1UDRM的整流二极管

脉动系数S:输出电压的基波峰值Uom与平均电压 UD之比 O OIM Fi N2U, cos atcos2atd( ot)=2 U S oIM 2 ≈l.57 O(4 U 纹波系数K,输出电压交流分量有效值与输出电压 平均值之比。 y U OCA) 9

9 脉动系数S：输出电压的基波峰值UO1M与平均电压 UO(AV)之比。 1.57 2 U 2 2 U U U S 2 2 O( AV ) O1M = = =    2 U 2U cos tcos2 t d( t ) 1 U 2 O1M 2 2 2 = = −       纹波系数Kγ：输出电压交流分量有效值与输出电压 平均值之比。 O( AV ) O U U K   =

2单相全波流电路 D 原理 变压器副边中心抽头, 2+Rn|感应出两个相等的电压u2 当u2正半周时,D1导 通,D2截止 D 当u2负半周时,D2导 通,D1截止 10

10 2.单相全波整流电路 u1 u2 a T b D1 RL uo D2 u2 io + – + – 原理： + – + – 变压器副边中心抽头， 感应出两个相等的电压u2 当u2正半周时，D1导 通，D2截止。 当u2负半周时，D2导 通，D1截止