整流濾波穩(wěn)壓

1、 電子電路工作時都需要直流電源提供能量，電池因使用費用高，一般只用于低功耗便攜式的儀器設備中。本章討論如何把交流電源變換為直流穩(wěn)壓電源，一般直流電源由如下部分組成： 整流電路是將工頻交流電轉為具有直流電成分整流電路是將工頻交流電轉為具有直流電成分的脈動直流電。的脈動直流電。 濾波電路是將脈動直流中的交流成分濾除，減濾波電路是將脈動直流中的交流成分濾除，減少交流成分，增加直流成分。少交流成分，增加直流成分。 穩(wěn)壓電路對整流后的直流電壓采用負反饋技術穩(wěn)壓電路對整流后的直流電壓采用負反饋技術進一步穩(wěn)定直流電壓。進一步穩(wěn)定直流電壓。1.1 單相橋式整流電路(1) (1) 工作原理工作原理 單相橋式整流

2、電路是最基本的單相橋式整流電路是最基本的將交流轉換為直流的電路，其將交流轉換為直流的電路，其電路如圖（電路如圖（a）所示。）所示。（a）橋式整流電路 （b）波形圖 輸出電壓是單相脈動電壓。通常用它的平均值與直輸出電壓是單相脈動電壓。通常用它的平均值與直流電壓等效。流電壓等效。輸出平均電壓輸出平均電壓為為（2）參數計算2202LO9 . 022dsin21VVttVVV 流過負載的平均電流為L2L2L9 . 022RVRVIL2L2LD45. 022RVRVII流過二極管的平均電流為2Rmax2VV二極管所承受的最大反向電壓1.2 1.2 單相半波整流電路單相半波整流電路 單相整流電路除橋式整流

3、電路外，還有單相半波和全波兩種形式。單相半波整流電路如圖(a)所示，波形圖如圖(b)所示。(a)電路圖 (b)波形圖 單相半波整流電路 根據圖15.04可知，輸出電壓在一個工頻周期內，只是正半周導電，在負載上得到的是半個正弦波。負載上輸出平均電壓為2202LO45. 02)d(sin221VVttVVVL2L2LD45. 02RVRVII流過負載和二極管的平均電流為2Rmax2VV二極管所承受的最大反向電壓 單相全波整流電路如圖(a)所示，波形圖如圖(b)所示。1.3 單相全波整流電路 (a)電路圖 單相全波整流電路 (b)波形圖 根據圖15.05（b）可知，全波整流電路的輸出，與橋式整流電路

4、的輸出相同。輸出平均電壓為2202LO9 .022)d(sin21VVttVVVL2L2Lo9 . 022RVRVII流過負載的平均電流為2Rmax22VV 二極管所承受的最大反向電壓單相橋式整流電路的變壓器效率較高，總體性單相橋式整流電路的變壓器效率較高，總體性能優(yōu)于單相半波和全波整流電路，故廣泛應用能優(yōu)于單相半波和全波整流電路，故廣泛應用于直流電源之中。于直流電源之中。 濾波的基本概念交流電經整流后成為單向脈動電壓，要將其變?yōu)檩^交流電經整流后成為單向脈動電壓，要將其變?yōu)檩^為平滑的直流電，可通過濾波電路來改善其脈動性。為平滑的直流電，可通過濾波電路來改善其脈動性。 電容器C對直流開路，對交流

5、阻抗小，所以C應該并聯(lián)在負載兩端。 電感器L對直流阻抗小，對交流阻抗大，因此L 應與負載串聯(lián)。 經過濾波電路后，既可保留直流分量、又可濾掉一部分交流分量，改變了交直流成分的比例，減小了電路的脈動系數，改善了直流電壓的質量。 2.1 電容濾波電路 現以單相橋式電容濾波整流電路為例來說明。電容濾波電路如圖所示，在負載電阻上并聯(lián)了一個濾波電容C。電容濾波電路 2.2 電感濾波電路 利用儲能元件電感器的電流不能突變的性質，把電感與整流電路的負載L相串聯(lián)，也可以起到濾波的作用。 電感濾波電路 波形圖硅穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路的電路圖如硅穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路的電路圖如圖圖所示。所示。 它是利用穩(wěn)壓二極它是利用穩(wěn)壓

6、二極管的反向擊穿特性穩(wěn)管的反向擊穿特性穩(wěn)壓的，由于反向特性壓的，由于反向特性陡直，較大的電流變陡直，較大的電流變化，只會引起較小的化，只會引起較小的電壓變化。電壓變化。硅穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路硅穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路3.1 3.1 硅穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路硅穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路(1) (1) 當輸入電壓變化時如何穩(wěn)壓當輸入電壓變化時如何穩(wěn)壓ZLR+=IIIRIVVVVVRIRIZO= 輸入電壓VI的增加，必然引起VO的增加，即VZ增加，從而使IZ增加，IR增加，使VR增加，從而使輸出電壓VO減小。這一穩(wěn)壓過程可概括如下： 這里VO減小應理解為，由于輸入電壓VI的增加，在穩(wěn)壓二極管的調節(jié)下，使VO的增加沒有那么大而已。VO還是要增加一點的，這是一個有差調節(jié)系統(tǒng)。VIVOVZIZIRVRVO(2) (2) 當負載電流變化時如何穩(wěn)壓當負載電流變化時如何穩(wěn)壓 若若負載電阻RL減小，電流IL增加，必然引起IR的增加，即VR增加，從而使VZ=VO減小，IZ減小。IZ的減小必