模电-直流稳压电源
D4
v2
vO
D1
二极管平均电流:
D3
D2
vO
C
0 .9V 2
二极管最大反向电压:
C1
V2
VO 1.2
30 25V 1.2
I1
R L vO
t t
t
220VAC
10.1.1 单相整流电路
思考题:
D4
v2
vO
D1
桥式整流电路如图。
D3
试分析:
D2
RL
I
D
1 2
I
O
(1) D2 或 D4断开时负载电压波形。
变压
整流
滤波
交流
电源
v1
v2
t
v3
t
v4
t
稳压
负载
vo
t
t
功能:把交流电压变成稳定的大小合适 的直流电压
10.1.1 单相整流电路
1. 概述 整流电路的作用:将交流电压转变为脉动直流电压
整流原理:利用二极管的单向导电性 常见整流电路:半波、全波、桥式和倍压整流;单相
和三相整流等。 分析方法:把二极管当作理想元件处理,即正向导通电
iC
10.1.2 滤波电路
2. 电容滤波器 ●工作原理 (a) v2 > vC : 桥堆导通,
电源同时给负载 RL和 C 供充电,vC= vO= v2
220VAC
v2
C
0 .9V 2
D4 vO
D3
vO
D1
v VDRM 2V2
O
D2 C
R L vO
t
充电区间
10.1.2 滤波电路
220VAC
v2
10.1.2 滤波电路
2. 电容滤波器 ●例题:整流滤波电路
如图,已知电源频率 f
220VAC
v2
vO
VDRM 2V2
iO
C
R L vO
=50Hz,负载 RL = 200,要求直流
输出电压VO=30V。(1) 试求变压器二次电压V2;(2) 选
择整流二极管及;(3) 滤波电容器。
解:(2) 选取二极管:
如图,已知电源频率 f
220VAC
v2
vO
VDRM 2V2
vO
C
RL
IO
VO RL
0.9V2 RL
=50Hz,负载 RL = 200,要求直流
输出电压VO=30V。(1) 试求变压器二次电压V2;(2) 选
择整流二极管及;(3) 滤波电容器。
解:(3) 选取滤波电容:
SV
Vo Vo Vi
100%
Io0
滤波视角:直流分量(XL= 0,L短路)只施于RL;谐波 分量(XL = jL>>RL)大部施于L → 较平滑直流电压vO。
储能视ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ:工作时L有储能,供电电
压v2↓,L 储能对RL补电;v2↑,电源 对L和 RL供电 →连续、平稳和稳定vO。
10.1.2 滤波电路
3. 电感滤波器 ●电路特点
220VAC
(2)若 D2 或 D4 接反了,后果如何?
(3)若 D2 或 D4 因击穿或烧坏而短路,后果又如何?
220VAC
10.1.1 单相整流电路
思考题:
D4
v2
vO
D1
桥式整流电路如图。
D3
解:
D2
(1) D2 或 D4断开,负
C
载电压波形如图。
2V2
R L vO
t
t
220VAC
10.1.1 单相整流电路
v2
vO
(a) vO的均值及其脉动度
与放电时间常数t = L/RL有关
t51T510.5sCt250μF
2250 RL VDRM2V222535V
R L iO
(b) D导通角大,纹波可进一步减少,接负载能力强:
vO (c) 电感体积大而笨重,因而适合于电流较大、要求输
出电压脉动较小的场合,或更合适于高频电源滤波
Vomin R1R2R2RpRpVref
Vf
R 2 R 1 R 2
Vo
FVV o
RL
Vz
Vf
Rp
–
A
+
V VbAvo(VrefVf)
ref
R
2
R
Dz T
V
VoR1R2R2Vref
Vref FV
b
当 Vi 或 RL 变化时,输出电压Vo↗,稳压过程如下:
Voh
Vf Vnh
Vbi
Vbei
Vceh
Voi
(d) 更进一步的改进:LC滤波器
10.1.2 滤波电路
3. 电感滤波器 ●例题:交直流收扩两用机电源
vO
n2
220VAC
SI
Vo Vo
100% (%)
Vi0
T0
KV
Vo Vi
Io 0
T 0
I
474
D4
D1
D3
D2
2000μ
24VDC
FU
C2
n3
50V
Vo Vo100%
Vi Vi Io0
RL
T0
10.1.2 滤波电路
10.2.1 稳压电源的质量指标
1. 输入调整因数(电压调整率):
C1
B
: 反映输入电压波动对输出电压的影响
X
反映负载电流和环温 不: 电变压时调,整电率网电压波 动对稳压电路的影响
No Image
: 稳压系数
10.2.1 稳压电源的质量指标
2. 输出电阻:
n1
: 反映电流 Io 变化对 Vo 的影响
(%/V)
T0
Ro
Vo Io
( )
Vi 0
T 0
选250/50V的电解电容器
10.1.2 滤波电路
3. 电感滤波器 ●工作原理
220VAC
v2
vO
当流过电感的电流发生
变化时,线圈中产生自感电势阻碍
t51T510.5sCt250μF
2250 RL
I adj
R L VO0.9V2
电流变化,从而有效抑制负载电流和电压的脉动。
SI
Vo Vo
100% (%)
Vi 0 T0
:
电流调整率: Io 从0↗Max
时, Vo 的相对变化率
反映输入电压、环温不 变,输出电流变时输出 电压保持稳定的能力, 即稳压器带负载能力。
10.2.1 稳压电源的质量指标
3. 温度系数 RR 20lg Vip-p (dB) Vop-p
4. 纹波抑制比
滤波原理:滤波电路利用储能元件L或/和C构成低通 滤波电路(实质上是根据C两端的电压或L中的电流不 能突变或储能特性), 滤掉(抑制)整流输出电压中的 交流成份,保留其直流成份,平滑输出电压波形。
10.1.2 滤波电路
1. 概述 常用滤波器结构:C型、LC型(倒L)、CRC型(P)
L
C2
vO
vL
R
D4
v2
vO
D3
(a) vO的均值及其脉动度与
放电时间常数t =RLC 有关
(b) 外特性曲线:
0 .9V 2 2V2
(c) D导通角小,流峰值大:
t 越大VO 越高,IO 越大
整流 D 导通时间越短
iD 峰值电流越大。
iL
选管时一般取: IOM = 2 ID
D1
VDRM 2V2
iO
D2 C
RL
3. 电感滤波器 ●例题:交直流收扩两用机电源
vO
n2
220VAC
SI
Vo Vo
100% (%)
Vi0
T0
KV
Vo Vi
Io 0
T 0
I
474
D4
D1
D3
D2
2000μ
24VDC
FU
C2
n3
No Image
50V R L
10.2.1 稳压电源的质量指标 10.2.2 串联反馈式稳压电路的工作原理 10.2.3 三端集成稳压器 10.2.4 三端集成稳压器的应用
(3)若 D2 或 D4 因击穿或烧坏而短路,后果是: 正半周,情况同(2) → 变压器及D1D2或D3D4将被烧坏!
10.1.2 滤波电路
1. 概述 交流电压经整流后的输出是脉动直流,其中既有直
流成份又有交流成份。
滤波目的:滤掉整流输出电压中的交流成份,保留 其直流成份,达到平滑输出电压波形的目的。
v2
C
0 .9V 2
iL
O
D4 vO
D3
一般取τ(35)T 2
D1
VDRM 2V2
iO
D2 C
R L vO
t
t
10.1.2 滤波电路
220VAC
2. 电容滤波器
v2
●电路特点
(a) vO的均值及其脉动度与
放电时间常数t =RLC 有关
D4 vO
D3
D1
VDRM 2V2
iO
D2 C
R L iO
ID1 2IO1 2V RO L7.5mA
V
o
V V
V
V
re
V
f
re
f
re
f
re
f
r
e
f
I
1
I
2
V
r
R
e
f
1
1
R
2
R
1
1
R