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电子系统的基本结构 8.1 直流电源的组成及各部分的作用 二极管的选择： * * 8.1 直流电源的组成及各部分的作用 第8章 直流稳压电源 8.2 小功率整流电路 8.3 小功率滤波电路 8.4 稳压电路 传感器接收器 隔离、滤波放大、阻抗变换 运算、转换、比较 功率放大A/D转换 第2、5章 第6、7章 第3章 信号的产生 第8章 电子信息系统的供电电源 改变电压值通常为降压 交流变脉动的直流 减小脉动 1) 负载变化输出电压基本不变； 2) 电网电压变化输出电压基本不变。 直流电源是能量转换电路，将220V（或380V）50Hz的交流电转换为直流电。 半波整流 全波整流 在分析电源电路时要特别考虑的两个问题：允许电网电压波动±10％，且负载有一定的变化范围。 对整流电路要研究清楚以下问题： 1. 电路的工作原理：二极管工作状态、波形分析 2. 输出电压和输出电流的平均值：输出为脉动的直流电压 3. 整流二极管的选择：二极管承受的最大整流平均电流和最高反向工作电压 　为分析问题简单起见，设二极管为理想二极管，变压器内阻为0。 整流二极管的伏安特性： 实际特性 理想化特性 正向导通电压为0，正向电阻为0。 8.2 小功率整流电路 一.单相半波整流电路 1.电路结构与工作原理 u2 uL uD ?t ? 2? 3? 4? 0 u2的正半周，D导通， A→D→RL→B，uO= u2 。 u2的负半周，D截止，承受反向电压，为u2； uO=0。 2.电路基本参数 （1）输出电压平均值UO： uO ? 2? 0 ?t 设整流电路的交流输入电压 ， ? ? 在半波整流情况下，整流电路的输出电压瞬时值为： ? 　　其中U2为变压器副边电压的有效值，根据定义，可以求出输出电压平均值： Io= Uo /RL =0.45 u2 / RL （2）输出电流平均值Io ： （3）流过二极管的平均电流： ID = Io URM= 2 2 u （4）二极管承受的最高反向电压： 二极管的选择： （5）脉动系数S： 基波振幅值 输出电压平均值 o om1 U U S = S=1.57 　　输出电压的脉动系数S用来描述输出电压中，交流分量与直流分量的比例关系，从而对整流输出电压给予评价。输出电压的脉动系数S的定义如下 ： 二、单相桥式整流电路 1.电路结构与工作原理 由四个二极管组成桥路 集成的桥式整流电路称为整流堆。 u2 uO u2正半周时，D1 、D3导通， D2、D4截止 + – uo u2负半周时： D2、D4 导通， D1 、D3截止 u2 uo - + uo u2 uo 合成以后的波形 2.电路基本参数 输出电压平均值：Uo=0.9u2 输出电流平均值: Io= Uo /RL =0.9 u2 / RL 流过二极管的平均电流：ID=IL/2 二极管承受的最大反向电压： URM= 2 2 u 脉动系数： S=0.57 考虑到电网电压波动范围为±10％，二极管的极限参数应满足： 8.３ 小功率滤波电路 　　整流电路的输出电压不是纯粹的直流，从示波器观察整流电路的输出，与直流相差很大，波形中含有较大的脉动成分，称为纹波。为获得比较理想的直流电压，需要利用具有储能作用的电抗性元件（如电容、电感）组成的滤波电路来滤除整流电路输出电压中的脉动成分以获得直流电压。 　根据电抗性元件对交、直流阻抗的不同，由电容C或电感L所组成的滤波电路的基本形式如图所示。因为电容器C对直流开路，对交流阻抗小，所以C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。 一、电容滤波电路 　　在输入电压升高时，电容器处于充电过程，可把部分能量存储在电容器中。而当输入电压降低时，电容两端电压以指数规律放电，就可以把存储的能量释放出来。经过滤波电路向负载放电，负载上得到的输出电压就比较平滑，起到了平波作用。 u2 t iD t 二极管中 的电流 uc= uo u2＞ uC时：二极管导通，C充电 u2＜ uC时：二极管截止，C放电。 电容滤波电路的特点： 加滤波电容后，纹波明显减小，直流电压提高了 RLC 愈大， C放电愈慢，滤波效果越好。当RLC→∞，（RL开路），UO= 2 2 u 一般取: (T:电源电压的周期) 近似估算: UO=1.2U2 整流二极管导通时间减小了，流过二极管瞬时电流很大，必须选择大容量的整流二极管 二、电感滤波电路 　　若采用电感滤波，当输入电压增高时，与负载串联的电感L中的电流增加，因此电感L将存储部分磁场能量，当电流减小时，又将能量释放出来，使负载电流变得平滑，因此，电感L也有平波作用。 适于大电流负载！ 为获得更好的滤波效果，可采用复式滤波