计算机电路基础课件2015-11第8章.ppt

第8章 直流稳压电路 （时间：2次课，4学时） 教学提示： 直流稳压电源是电子设备不可缺少的一部分，其性能的优劣会直接影响到电子设备的工作与稳定。直流稳压电源涉及前面所学习到的元器件和放大电路原理。本章是一个小综合的章节。 教学目标： (1) 掌握整流电路的工作原理； (2) 了解滤波电路的作用； (3) 了解并联型稳压电路的工作过程； (4) 掌握串联型稳压电路的工作原理； (5) 掌握基本的三端稳压器的使用； 主要内容 8.1 整流电路 8.2 滤波电路 8.3 直流稳压电路 8.4 三端集成稳压器 稳压电源电路的结构如图8.1. (1).电源变换器：将电网中的交流电压变换成符合整流 要求的交流电压。 (2).整流电路：将交流电压转换成单向脉动电压。 (3).滤波电路：减小脉动电压中波动的成分。 (4).稳压电路：对滤波后的不稳定直流电压 进一步的 “稳压”， 向电子设备提供稳定的电压。 8.1 整 流 电 路 整流电路的主要任务: 利用单向导电元件将输入的交流电压 变换成单向脉动电压。常见有半波、 全波和桥式整流。 8.1.1单相半波整流 如图8.2(a):由整流变压器B、 整流二极管和电阻负载RL三个 部分组成。 工作原理: 1.变压器初级加交流电压u，在次级绕组中电压ui为 ui =Uisinωt 2.当ui在正半周时，二极管导通，正半波电流iO流过负载电阻，得到正半周半波电压。 UOm =Ui 3.当ui在负半周时，二极管截止，负载电阻上没有电流流过，uO=0，如图8.2(b)所示。 关系式: 在负载电阻上所得到的大小变化、单方向的， 即单相脉动电压。其最大值为 UOm = 1.414 Ui (8-1) 半波电压的平均值为 (8-2) 即 UO =0.45 Ui 半波整流电路的电流平均值IO =0.45Ui/RL (8-3) 负半周时整流二极管截止， 它所承受最大反向电压为 1.414 Ui. 8.1.2 单相全波整流 1.全波整流电路: 图8.3 由两个半波整流电路组成。变压器的中心触头把次级分成上下两个半绕组，每个半绕组的电压均为: ui =Ui sinωt 正半周:上半绕组的电压ui使DV1导通,DV2截止， iO流RL，RL上得到上正下负的半波电压。 负半周:下半绕组的电压ui,使DV2导通， DV1截止。iO流过RL，得到上正下负的半波电压。 在一个周期内两个二极管轮流导通在负载电阻RL上得到的两个半周期的正波形,如图8.4所示。 整流二极管在截止时的反向电压的最大值，是变压器半绕组的最大电压Ui。所以在选择整流二极管的耐压时应满足: URMUi 2.桥式全波整流电路 图8.5(a),四个二极管接成电桥形式。 ui正半周:B次级极性上正下负，使DV1和DV3导通，DV2和DV4截止，RL上得到是上正下负的半波电压，图(b). ui负半周:B次级极性上负下正，使DV2和DV4导通，DV1和DV3截止，RL上仍然得到是上正下负的半波电压，图(c). 在一个周期里RL得到电压两个半周期的正波形. 单相桥式全波整流中，负载电阻RL上电压平均值为 (8-4) 负载电阻RL上电流平均值 IO = 0.9Ui / RL 流过每个整流二极管的正向电流 Id = IO / 2. 桥式全波整流中，每个整流二极管在截止时所承受的 反向电压的最大值仍然是 : 1.414 Ui 8.2 滤 波 电 路 整流电路输出的是单向脉动的电压,要加接滤波器，以改善脉动程度。 滤波器一般由电抗元件组成。由于电容和电感元件具有储能作用，在电源电压(流)增加时，能把部分能量储存起来，在电源电压(流)下降时把能量释放出来，使负载电流比较平滑。 滤波器一般的结构如下图8.9所示。 8.2.1 电容滤波器(C滤波器) 如图8.9(a) 在u的正半周时DV1和DV3导通，向RL提供电流的同时，向电容C充电，电容上电压为uC上升. 当u电压过最大值后开始下降，当降至uuC时，DV1和DV3被反偏置而截止，电容向负载电阻RL放电。 电容放电一直持续到负半周期(π~2π)中交流电源电压u大过电容上电压值时，DV2和DV4开始导通，交流电源电压又向电容开始新的一轮充电。负载上得到如图8.9(b)所示的平滑的波形。