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工程五直流稳压电源

;知识目标;技能目标;知识链接

;工程实训;知识链接

链接一整流电路

;一、直流稳压电源组成及作用;直流稳压电源电路组成;2.稳压电源的作用;二、整流电路;1．单相半波电路;〔3〕平均电压、电流及整流管主要参数计算;【例5-1】有一单相半波整流电路，如图5-2〔a〕所示。负载电阻，变压器副边电压，试求Uo、Io，并选用二极管。;2.单相桥式整流电路;;〔4〕平均电压、电流及整流二极管主要参数计算

单相全波整流电压的平均值为：

流过负载电阻RL的电流平均值为：

流经每个二极管的电流平均值为负载电流的一半，即：

每个二极管在截止时承受的最高反向电压为u2的最大值，即：;整流变压器副边电压有效值为：

整流变压器副边电流有效值为：

由以上计算，可以选择整流二极管和整流变压器。

由于桥式整流具有波形较好，平均电压高，二极管反向电压低及变压器利用率高的优点，在实际应用中整流电路大都使用桥式整流电路。

;【例5-2】试设计一台输出电压为24V，输出电流为lA的直流电源，电路形式可采用半波整流或全波整流，试确定两种电路形式的变压器副边绕组的电压有效值，并选定相应的整流二极管。;〔2〕当采用桥式整流电路时，变压器副边绕组电压有效值为：

整流二极管承受的最高反向电压为：

流过整流二极管的平均电流为：

可选用四只2CZ11A整流二极管，其最大整流电流为1A，最高反向工作电压为100V。;链接二滤波电路;一、电容滤波电路;电容滤波电路的输出电压在负载变化时波动较大，说明它的带负载能力较差，只适用于负载较轻且变化不大的场合。—般常用如下经验公式估算电容滤波时的输出电压平均值。

输出电压平均值U0经过滤波后的输出电压平均值RL得到提高。工程上，一般按下式估算U0与U2的关系：

半波时

全波时

;为了获得较平滑的输出电压，负载上直流电压平均值及其平滑程度与放电时间常数τ=RC有关，τ愈大，放电愈慢，输出电压平均值愈大，波形愈平滑。实际应用中一般要求

式中T为交流电压的周期。???波电容C一般选择体积小，容量大的电解电容器。应注意，普通电解电容器有正、负极性，使用时正极必须接高电位端，如果接反会造成电解电容器的损坏。参加滤波电容以后，二极管导通时间缩短，且在短时间内承受较大的冲击电流〔〕，为了保证二极管的平安，选管时应放宽裕量。

单相半波整流、电容滤波电路中，二极管承受的反向电压为，当负载开路时，承受的反向电压为最

高，为：

;【例5-3】设计一个单相桥式整流、电容滤波电路。要求输出电压V，负载电阻Ω，交流电源频率为50Hz，试选择整流二极管和滤波电容器。;二、电感及复合滤波电路;LC、CLCπ型滤波电路适用于负载电流较大，要求输出电压脉动较小的场合。在负载较轻时，经常采用电阻替代笨重的电感，构成CRCπ型滤波电路，同样可以获得脉动很小的输出电压。但电阻对交、直流均有压降和功率损耗，故只适用于负载电流较小的场合。;任务三直流稳压电路;一、并联型稳压电路;2．稳压原理

不管电网电压变化引起输出电压Uo变化，还是负载变化引起输出电压Uo变化。它的稳压原理可以通过以下的过程来说明：

如Ui升高将引起随之升高，导致稳压管的电流IZ急剧增加，使得电阻R上的电流I和电压UR迅速增大，从而使Uo根本上保持不变。反之，当Ui减小时，UR相应减小，仍可保持Uo根本不变。

当负载电流Io发生变化引起输出电压Uo发生变化时，同样会引起IZ的相应变化，使得Uo保持根本稳定。如当Io增大时，I和UR均会随之增大使得Uo下降，这将导致IZ急剧减小，使I仍维持原有数值保持UR不变，使得Uo得到稳定。;二、串联型稳压电路;2．各局部的作用

〔1〕取样环节：由R1、RP、R2组成的分压电路构成，它将输出电压Uo分出一局部作为取样电压UF，送到比较放大环节。

〔2〕基准电压：由稳压二极管DZ和电阻R3构成的稳压电路组成，它为电路提供一个稳定的基准电压UZ，作为调整、比较的标准。

〔3〕比较放大环节。由V2和R4构成的直流放大器组成，其作用是将取样电压UF与基准电压UZ之差放大后去控制调整管V1。

〔4〕调整环节：由工作在线性放大区的功率管Vl组成，Vl的基极电流IB1受比较放大电路输出的控制，它的改变又可使集电极电流IC1和集、射电压UCEl改变，从而到达自动调整稳定输出电压的目的。;3．电路工作原理

当输入电压Ui或输出电流Io变化引起输出电压Uo增加时，取样电压UF相应增大，使V2管的基极电流IB2和集电极电