實用汽車電工電子技術(shù)楊屏李剛制作模塊五直流穩(wěn)壓電源【學習目標】掌握單相半波、橋式整流電路的工作原理、電路特點了解濾波電路的作用，能進行簡單濾波器的電路設(shè)計掌握穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的形式、工作原理及電路特點掌握直流穩(wěn)壓電源的組成，能進行安裝與測試

2模塊五直流穩(wěn)壓電源【主要內(nèi)容】5.1整流電路5.2濾波電路5.3直流穩(wěn)壓電源35.1整流電路【本節(jié)目標】掌握單相半波、橋式整流電路的工作原理、電路特點

45.1整流電路【基本理論知識

】整流將交流電變成直流電的過程。整流電路完成整流功能的電路，即利用具有單向?qū)щ娦阅艿恼髟缍O管等，將交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動直流電的電路。整流電路按輸出波形可分為半波整流電路和全波整流電路。51．單相半波整流電路的工作原理、電路特點

6單相半波整流電路電壓與電流的波形7可見：二極管的單向?qū)щ娦允沟秒p向的正弦波變成了單向的正弦波的半個周期。這種電路僅獲得輸入電壓u2的半個波，稱半波整流。

輸出電壓uo的大小是波動的，但方向不變，稱為脈動直流電。8主要技術(shù)指標：

輸出電壓平均值

2)流過二極管的平均電流3)二極管承受的最高反向電壓9小結(jié)：電路簡單，使用元件少，但輸出電壓脈動大，效率低，所以只能用在對直流電路的波形要求不高的場合。提問：在實際中，選擇整流二極管應(yīng)滿足什么條件？選擇二極管應(yīng)滿足：額定電壓不低于，額定電流不低于負載電流。102．單相橋式整流電路的工作原理、電路特點

11工作原理：

正半周負半周12單相橋式整流電路電壓與電流的波形13可見：這種電路獲得了輸入電壓u2的全波，稱全波整流。

輸出電壓uo的大小是波動的，但方向不變，稱為脈動直流電。14主要技術(shù)指標：輸出電壓平均值2)直流電流3)流過二極管的平均電流4)二極管承受的最高反向電壓

15小結(jié)：輸出電壓脈動小，效率高，但電路復雜，使用元件多，適用在對直流電路的波形要求較高的場合。提問：在實際中，選擇整流二極管應(yīng)滿足什么條件？選擇二極管應(yīng)滿足：額定電壓不低于，額定電流不低于負載電流。16整流電路比較：整流變壓器次級電

壓二極管二極管輸出電壓Uo輸出波形半波u20.45U20.45U2橋式u20.45U20.9U2175.2濾波電路【本節(jié)目標】掌握電容濾波和電感濾波電路的工作原理、電路特點能進行濾波器性能測試和簡單濾波器的電路設(shè)計185.2濾波電路【基本理論知識

】許多電子設(shè)備需要平穩(wěn)的直流電源。這種電源中的整流電路后面還需加濾波電路將交流成分濾除，以得到比較平滑的輸出電壓。濾波通常是利用電容或電感的能量存儲功能來實現(xiàn)的。常用的濾波電路有電容濾波、電感濾波和復式濾波等。191．電容濾波：在整流電路與負載間并聯(lián)一電容C。電容器具有“隔直流，通交流”的特性，而經(jīng)過整流得到的脈動直流電具有直流和交流成分。這樣交流成分通過電容器C流動，直流成分通過負載RL流動，從而在負載RL上得到平滑的直流電壓。1）單相半波整流電容濾波電路組成：20輸入輸出波形

212）單相橋式整流電容濾波電路組成：

22

充放電過程輸出電壓波形

23電容濾波電路的輸出電壓在負載變化時波動較大，說明它的帶負載能力較差，只適用于負載較輕且變化不大的場合。在已知負載電阻的情況下，可估算出電容C值。常用如下經(jīng)驗公式估算電容濾波時的輸出電壓平均值。半波：全波：為獲得良好濾波效果，一般取：其中T：電源電壓的周期

242．電感濾波：在整流電路與負載間串入電感L

電感器具有“阻交流，通直流”的特性，而經(jīng)過整流得到的脈動直流電具有直流和交流成分。這樣交流成分不能通過電感器L，而直流成分可通過電感器L流動，從而在負載RL上得到平滑的直流電壓。單相橋式整流電感濾波25電感濾波輸出波形電感濾波適用于負載電流較大且經(jīng)常變化的場合。輸出電壓平均值一般小于全波整流電路輸出電壓的平均值，如果忽略電感線圈的銅阻，則：輸出電壓平均值

263．復式濾波為進一步改善濾波特性，減小輸出電壓的脈動程度，可將上述濾波電路組合起來使用。(a)LC濾波電路(b)CLC濾波電路(b)CRC濾波電路27C對交流容抗小，L對交流感抗很大。LC、CLC（π型）濾波電路適用于負載電流較大，要求輸出電壓脈動較小的場合。在負載較輕時，經(jīng)常采用電阻替代笨重的電感，構(gòu)成CRC（π型）濾波電路，同樣可以獲得脈動很小的輸出電壓。但電阻對交、直流均有壓降和功率損耗，故只適用于負載電流較小的場合。285.3直流穩(wěn)壓電源【本節(jié)目標】掌握穩(wěn)壓電路的工作原理正確理解直流穩(wěn)壓電源的組成和各部分作用了解集成穩(wěn)壓器的工作原理和使用方法29【基本理論知識

】5.3直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源的組成：

各點各點輸出波形30各部分的作用：變壓：將AC220V/50Hz的交流電，變換到直流電源所需的次級電壓；

整流：將正弦波電壓轉(zhuǎn)換成單一方向的脈動電壓；

濾波：濾掉交流分量，保留直流分量，使電壓平滑；穩(wěn)壓：使輸出電壓穩(wěn)定，不隨負載變化或電網(wǎng)電壓波動而變化。311．穩(wěn)壓管

硅穩(wěn)壓管是一種面結(jié)合型的硅二極管。

它的外形和小功率的整流二極管相同，內(nèi)部也有一個PN結(jié)，其正向特性和普通硅二極管一樣。但由于硅穩(wěn)壓管的摻雜重，它的擊穿電壓值一般比普通二極管低得多，因而使它在反向特性上具有特殊的性能。穩(wěn)壓原理：利用穩(wěn)壓管的反向擊穿特性。由于反向特性陡直，較大的電流變化，只會引起較小的電壓變化。32穩(wěn)壓管的主要參數(shù)：穩(wěn)定電壓穩(wěn)定電流

最大穩(wěn)定電流IZM

最大耗散功率PZM

動態(tài)電阻rz

332．穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路目前中小功率設(shè)備中廣泛采用的穩(wěn)壓電源有并聯(lián)型穩(wěn)壓電路、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路、集成穩(wěn)壓電路及開關(guān)型穩(wěn)壓電路。1）并聯(lián)型穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓管與負載并聯(lián)34缺點：

1)帶負載能力差；

2)輸出電壓不可調(diào)。

改進：

1)提高帶負載能力——在輸出端加一射極輸出器；

2)使輸出電壓可調(diào)——在射極輸出器前加一帶有負反饋的放大器。

352）串聯(lián)型穩(wěn)壓電路：調(diào)整管與負載串聯(lián)。36（1）分立元件的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路

37（2）集成運算放大器的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路

38優(yōu)點：

結(jié)構(gòu)