1、第十章 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 10.4 稳压电路,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。本章讨论如何把交流电源变换为直流稳压电源，一般直流电源由如下部分组成：,将交流电压变换单向脉动直流电压,减小脉动直流电压中的脉动成分，使其成为较为平滑的直流电压,在交流电源电压或负载发生变化时使输出直流电压保持稳定,变压器：,将交流电压变换为符合要求的交流电压,整流电路：,滤波电路：,稳压电路：,10.1 直流电源的组成及各部分的作用,单相半波整流电路单相桥式整流电路,10.2 整流电路
2、,一、单相半波整流电路,1、电路结构及工作原理,正的半个周期：二极管导通,负的半个周期：二极管截止,正的半个周期：二极管导通,负的半个周期：二极管截止,交流电压,单向脉动电压,输出电压的平均值：,流过负载和二极管的平均电流：,二极管所承受的最大反向电压,2、参数计算,脉动系数S：,脉动系数说明整流电路输出电压中 交流成分的大小，是用来衡量整流 电路输出电压平滑程度的指标。,输出电压的基波最大值与平均值之比,二、单相桥式整流电路,1、电路结构及工作原理,工作原理 v2 的正半周，D1、D3导通，D2、D4截止， vo= v2,v2 的负半周，D1、D3截止，D2、 D4导通， vo=- v2,在
3、分析整流电路工作原理时，整流电路中的二极管是作为开关运用，具有单向导电性。,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。单相桥式整流电路的波形图见右图。,输出电压的平均值：,2、参数计算,流过负载的平均电流为,流过二极管的平均电流为,二极管所承受的最大反向电压,脉动系数S：,10.3 滤波电路,电容滤波电路,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，
4、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。,1、电路,电容滤波电路,电容滤波电路,（1）空载（RL=）时：,vc=vL,+,+,+,+,4,1,2,3,2,v,2,D,C,L,3,1,D,D,-,220V,D,+,1,4,v,v,v,c,v2 vC时： 二极管导通，C充电,v2 vC时： 二极管截止，C放电。 由于RL=，无放电回路，所以vC保持。,2、滤波原理,（2）接入RL（且RLC较大）时,v2 vC时： 二极管导通，C充电,v2 vC时： 二极管截止，C放电。,二极管
5、中 的电流,vc= vL,+,+,+,+,4,1,2,3,2,1,R,220V,+,L,v,-,v,L,2,v,D,4,D,3,D,D,1,C,v,c,(b) 流过二极管瞬时电流很大,整流管导电时间越短 iD的峰值电流越大,电容滤波电路的特点：,(a) VL与RLC的 关系：,RLC 愈大 C放电愈慢 VL(平均值)愈大,3、电容滤波的计算,电容滤波的计算比较麻烦，因为决定输出电压的因素较多。工程上有详细的曲线可供查阅。一般常采用以下近似估算法：,一种是用锯齿波近似表示，即,单相半波整流、电容滤波,单相全波整流、电容滤波,另一种是在RLC=(35)T/ 2的条件下，近似认为：,结 论：,加了电容滤波以后，输出电压的直流成分提高了。,加了电容滤波以后，输出电压中的脉动成分降低了。,电容放电时间常数 越大，放电过程越慢，则输出电压越高，同时脉动成分越少，滤波效果越好。,
