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* 第5章 机械工业出版社同名教材 配套电子教案 第5章 直流稳压电源电路 直流稳压电源组成框图： 图5-1 直流稳压电源组成框图 5.1 整流电路 5.1.1 半波整流 ⒈ 工作原理 u2正半周，VD正偏导通；u2负半周，VD反偏截止。 图5-2 半波整流电路 a）电路 b）输入输出电压波形 ⒉ 电压电流计算 5.1.2 全波整流 全波整流相当于二个半波整流电路。 ⒈ 工作原理 u2正半周，VD1导通，VD2截止； u2负半周，VD1截止，VD2导通。 图5-3 全波整流电路 a）电路 b）输入输出电压波形 ⒉ 电压电流计算 u2负半周，VD2、VD4导通，VD1、VD3截止（电流实际流向如虚线所示）。 5.1.3 桥式整流 ⒈ 工作原理 4个二极管分成二组，轮流导通： u2正半周，VD1、VD3导通，VD2、VD4截止（电流实际流向如实线所示）； 输出波形、UO、IO、ID、脉动系数S与全波整流时相同， 但二极管承受的最大反向电压为 ⒉ 电压电流计算 【例5-1】已知桥式整流电路，分析下列情况下电路正负半周工作状态： ⑴ VD1反接； ⑵ VD1短路； ⑶ VD1开路； ⑷ VD1、VD2均反接； ⑸ VD1、VD2、VD3均反接； ⑹ VD1～VD4均反接。 解：⑴ VD1反接 u2正半周时，无输出电流，uO =0； u2负半周时，u2短路，变压器原付边线圈均流过很大电流。 轻则VD1、VD2和变压器温度大大上升，发烫； 重则VD1、VD2击穿，变压器烧毁损坏。 ⑵ VD1短路 u2正半周时，正常工作； u2负半周时，同VD1反接情况。 ⑶ VD1开路 u2正半周时，无输出电流，uO =0； u2负半周，正常工作。 整个电路相当于半波整流，uO = 0.45 U2。 ⑷ VD1、VD2均反接，电路正负半周均截止，无输出电流，uO = 0。 ⑸ VD1、VD2、VD3均反接，与情况（1）状态相似。 ⑹ VD1～VD4均反接，正负半周均能整流工作，输出电压极性相反。 5.2 滤波电路 利用电感电容对不同频率的交流信号呈现不同阻抗的特点，可以滤去大部分脉动成分。 ⒈ 工作原理 图5-5 电容滤波 图5-6 单相桥式整流电容滤波电路 a) u2、uO、uC波形 b) 二极管电流iD的波形 ⒉ 电容滤波输出电压平均值 电容滤波输出电压平均值一般很难精确计算，主要取决于放电时间常数τd=RLC。 RL→∞（开路）时， C→0时，桥式整流，UO=0.9U2。 一般来说，满足RLC≥（3～5） 时， UO = 1.2 U2 （桥式整流） UO = 1.0 U2 （半波整流） 可用下式估算： 图5-7 RLC对uO的影响 ② 由于整流二极管导通角较小，导通时电流很大。 ⒊ 电容滤波的特点 ⑴ 电路简单、轻便。 ⑵ 输出电压平均值升高（原因是电容储能）。 ⑶ 外特性较差（即输出电压平均值随负载电流增大而很快下降，带负载能力差）。 ⑷ 对整流二极管有很大的冲击电流，选管参数要求较高。 冲击电流主要体现在以下两个方面： ① 若电容初始电压为0，开机瞬间，相当于短路，整流二极管会流过很大的电流； 电容滤波适用于负载电流变化不大的场合。 图5-8 例5-2 uO波形 【例5-2】 已知电路如图5-5所示，U2=12V，f =50Hz，RL=100Ω，试求下列情况下输出电压平均值uO。 ⑴ 正常工作，并求滤波电容容量； ⑵ RL开路； ⑶ C开路； ⑷ VD2开路； ⑸ VD2、C同时开路； ⑹ 分别定性画出⑴、⑵、⑶、⑷、⑸题UO波形。 解：⑴ 正常工作：UO1= 1.2U2 =1.2×12=14.4V 最小电容量：C=(3～5) =(3～5) =300～500μF ×12=17.0V ⑵ 若RL开路，UO2= U2 = ⑶ 若C开路，UO3= 0.9U2 =0.9×12=10.8V ⑷ 若VD2开路，相当于半波整流，UO4= 1.0U2 =12V ⑸ 若VD2、C同时开路，UO5= 0.45U2 =5.4V ⑹ 分别定性画出⑴、⑵、⑶、⑷、⑸题uO波形如图5-8所示。 5.3 硅稳压管稳压电路 ⒈ 电路和工作原理 图5-9 稳压管稳压电路 ⑴ 输入电压UI变化 ⑵ 负载RL变化（输出电流IL变化） ⒉ 元件选择 ⑵ 限流电阻R越大，电压调节作用越明显。但是R大小受到其他参数的限制，一般可按下列式求取： ⑴ 稳压管动态电阻rZ越小，电流调节作用越明显； 适用于负载电流较小，且变化不大的场合。 ⒊ 适用场合 ⒈ 电路组成 5.4 线性串联型稳压电路 5.4.1 线性串联型稳压电路概述 图5-10 串联型稳压电路 ③ 比较放大