第九章 直流电源(含开关电源)

模

拟

电

子

技

术

第 九章 集成直流稳压电源9.1 9.2 单相整流滤波电路 线性集成稳压器

9.3

开关集成稳压电源小结

模

拟

电

子

技

术

9.1引

单相整流滤波电 路言

9.1.1 单相整流电路 9.1.2 滤波电路

模

拟

电

子

技

术

引 组成框图变压 交 流 电 源 整流

言

滤波

稳压 负 载

模 u O

拟

电

子 u

技

术 u t O 单向 脉动电压 t

t

O

220 V u O 滤波

合适的 交流电压u t O 稳压

t

模

拟

电

子

技

术2U2

9.1.1 单相整流电路 一、半波整流 + uD– V~220 V u2

u2 O uO 2 3 2 3

t

iD

+RL uo 2U2

–

iD= iO 1 UO 0 2U 2 sin( t )d( t ) 2 O 0.45U 2 U uD I D I O 0.45 2 RL O

u2 2U2 sin( t )

O

t

2 2

3 3

t t

U RM 2U 2

2U2

模

拟

电

子

技

术

二、桥式整流1. 工作原理

输入正半周 + +uo u1 u2 V4 V3 V1 V2

输入负半周

uo u1 RL

io

V4 u2 V3

V1RL

V2

模

拟

电

子

2. 波形

2U2

技 术 u2 2 3

O

t

2U2

uO 2 3

O iD= iOIm

t t t

O uD O 2U

2

3 3

2

模

拟

电

子

技

术2U2

3. 参数估算

u22 3

1) 整流输出电压平均值 o 1 U O 2U sin( t )d( t ) 0 uO 2U2 2 2 U 2 0.9U 2 o 2) 二极管平均电流 iD = iO Im UO 1 U2 I D IO 0.45 o 2 2 RL RL uD 3) 二极管最大反向压 U RM 2U 2o 2U

t

2

3

t

2 2

3 3

t t

模

拟

电

子

技

术

4. 简化画法 +io

~

u2

+RL uo

5. 整流桥

把四只二极管封装 在一起称为整流桥

~ ~

模

拟

电

子

技

术

9.1.2 滤波电路一、电容滤波

1. 电路和工作原理io

+ u

V4

V1

+

CV3 V2

RL

uo= uc

模

拟

电

子

技

术 电容 充电

电容 放电io C

+ u

V4

V1 RL

+

uo= uc

V3

V2

V 导通时给 C 充电，V 截止时 C 向 RL 放电； 滤波后 uo 的波形变得平缓，平均值提高。

模

拟

电

子

技

术 uO2U2

2. 波形及输出电压 当 RL = 时：

RL =

UO 2U2当 RL 为有限值时：O 2

t

0.9U2 UO 2U2通常取 UO = 1.2U2 RC 越大 UO 越大

T 为获得良好滤波效果，一般取： RLC ( 3 ~ 5) 2 (T 为输入交流电压的周期)

模

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电

子

技

术

[例 9.1.1] 单相桥式电容滤波整流，交流电源频率 f = 50 Hz,负载电阻 RL = 40 ,要求直流输出电压

UO = 20 V,选择整流二极管及滤波电容。[解] 1. 选二极管 电流平均值：

U O 20 U2 17 V 1. 2 1. 2

1 1 U O 1 20 I D IO 0.25 A 2 2 RL 2 40承受最高反压：

URM 2U2 24 V

模

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电

子

技

术

选二极管应满足：

IF (2 3) ID

U RM 2U 2

可选：2CZ55C(IF = 1 A,URM = 100 V)或 1 A、100 V

整流桥 2. 选滤波电容 T 1

f

1

50

0.02 s

T 取 RLC 4 0.04 s 2

0.04 s C 1 000 F 40

可选： 1 000 F,耐压 50 V 的电解电容。

模

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电

子

技

术

二、其他形式滤波 1. 电感滤波L+ u2 RL

~

整流后的输出电压： 直流分量被电感 L 短路 交流分量主要降在 L 上 电感越大，滤波效果越好

模

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电

子

技

术

2. 型滤波负载电流小时 L+ u2

~

C1

C2

RL

C1、C2 对交流容抗小 L 对交流感抗很大