文档介绍：第10章直流稳压电源直流稳压电源作为直流能量的提供者,在各种电子设备中,有着极其重要的地位,它的性能良好与否直接影响整个电子产品的精度、稳定性和可靠性。随着电子技术的日益发展的电源技术也得到了很大的发展,它从过去一个不太复杂的电子线路变为今天具有较强功能的模块。实现电源稳定的方式,由传统的线性稳压发展到今天的开关式稳压,电源技术正从过去附属于其它电子设备状态,逐渐演变为一个电子学科的独立的分支。 直流稳压电源的基本组成直流稳压电源由电源变压器、整流器、滤波器、稳压器等部分组成,其组成框图如图所示。电源变压器整流器滤波器稳压器保护UI220VUO图直流稳压电源的组成框图1、电源变压器:将电网提供的交流电(220V/380V)变换为符合整流电路需要的电压。同时还可以起到直流电源与电网的隔离作用。2、整流电路:作用是利用单向导电性能的整流元件,将正、负交替的正弦交流电压整流成为单向的脉动电压,这种单向脉动电压包含着很大的脉动成分(含有许多谐波分量),所以还不符合一般电子设备的供电要求。3、滤波电路:由CL等储能元件组成,它的作用是尽可能地将单向脉动电压中脉冲成分滤掉(用来滤除单向脉动电压中的谐波分量)从而得到比较平滑的直流电压。4、稳压电路:尽管经过整流滤波后电压接近于直流电压,但是其电压值的稳定性很差,它受温度、负载、电网电压波动等因素的影响很大,因此,还必须有稳压电路,以维持输出直流电压的基本稳定。 滤波电路(filter circuit)尽管全波整流的纹波系数较之半波整流有很大改善,但还不能直接给负载供电,需采用滤波电路进一步减小纹波。滤波通常是利用电容或电感的能量存储作用来实现的。滤波电路种类很多,下面介绍几种常用的滤波电路。(capacitance filter)电容滤波电路如图所示,由于市电交流电频率较低(50HZ),图中电容C一般取值较大,约1000F以上。+-+-U1 U2C RLTr+-UL图电容滤波电路设U2=U2msint=U2sint,由于是全波整流,因此不管是在正半周期还是在负半周期,电源电压U2一方面向RL供电,另一方面对电容C进行充电,由于充电时间常数很小(二极管导通电阻和变压器内阻很小),所以,很快充满电荷,使电容两端电压UC基本接近U2m,而电容上的电压是不会突变的。现假设某一时刻U2的正半周期由零开始上升,因为此时电容上电压UC基本接近U2m,因此U2<UC,D1、D2、D3、D4管均截止,电容C通过RL放电,由于放电时常数d=RLC很大(RL较大时),因此放电速度很慢,UC下降很少。与此同时,U2仍按U2sint的规律上升,一旦当U2>UC 时,D1、D3导通,U2→D3→C→D1对C充电。然后,U2又按U2sint的规律下降,当U2<UC 时,二极管均截止,故C又经RL放电。不难理解,在U2的负半周期也会出现与上述基本相同的结果。这样在U2的不断作用下,电容上的电压不断进行充放电,周而复始,从而得到一近似于锯齿波的电压UL=UC,使负载电压的纹波大为减小。由以上分析可知,电容滤波电路有如下特点:a)RLC越大,电容放电速度越慢,负载电压中的纹波成分越小,负载平均电压越高。为了得到平滑的负载电压,一般取RLC≥(3~5)式中,T为交流电源电压的周期。b)RL越小输出电压越小。若C值一定,当RL∞,即空载时有UL0= U2≈ U2当C=0,即无电容时有UL0≈ U2UL0≈(~)U2总之,电容滤波适用于负载电压较高、负载变化不大的场合2 (inductance filter)1、组成电感滤波电路如图所示,由于市电交流电频率较低(50HZ),图中电感L一般取值较大,约几H以上。+-U1RLTrL+-UL+-U2图电感滤波电路