5.制作简易直流电源.ppt

模 拟 电 子 技 术 制作简易直流稳压电源 １．会识别检测整流、稳压、发光二极管； ２．会设计稳压管直流稳压电源； ３．会组装、调试稳压管直流稳压电源。 稳压管直流稳压电源制作与调试 稳压管稳压电路的分析与设计 第5讲 教学目标 教学重点 教学难点 电子电路工作时都需要直流电源提供能量，电池因使用费用高，一般只用于低功耗便携式的仪器设备中。本章讨论如何把交流电源变换为直流稳压电源，一般直流电源由如下部分组成： 整流电路是将工频交流电转为具有直流电成分的脉动直流电。 滤波电路是将脉动直流中的交流成分滤除，减少交流成分，增加直流成分。 稳压电路对整流后的直流电压采用负反馈技术进一步稳定直流电压。 直流电源的方框图如图8.1所示。 直流稳压电源的构成 一、单相桥式整流电路 二、电容滤波电路 三、稳压管稳压电路 四、发光指示电路 稳压管稳压电路的组成及原理 一、单相桥式整流电路 1、工作原理 单相桥式整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路，其电路如图5.1（a）所示。 （a）桥式整流电路 （b）波形图 图5.1单相桥式整流电路 在分析整流电路工作原理时，整流电路 中的二极管是作为开关运用，具有单向导电性。根据图8.2(a)的电路图可知： 当正半周时二极管D1、D3导通，在负载 电阻上得到正弦波的正半周。 在负载电阻上正负半周经过合成，得到的 是同一个方向的单向脉动电压。单相桥式整流 电路的波形图见图5.1(b)。 当负半周时二极管D2、D4导通，在负载 电阻上得到正弦波的负半周。 根据图5.1（b）可知，输出电压是单相脉动电压。通常用它的平均值与直流电压等效。输出平均电压为 2、参数计算 流过负载的平均电流为 流过二极管的平均电流为 二极管所承受的最大反向电压 注意： 整流电路中的二极管是作为开关运 用的。整流电路既有交流量，又有直流量， 通常: 输入（交流）—用有效值或最大值； 输出（交直流）—用平均值； 整流管正向电流—用平均值； 整流管反向电压—用最大值。 二、电容滤波电路 1、滤波的基本概念 滤波电路利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同，实现滤波。电容器C对直流开路，对交流阻抗小，所以C应该并联在负载两端。电感器L对直流阻抗小，对交流阻抗大，因此L 应与负载串联。经过滤波电路后，既可保留直流分量、又可滤掉一部分交流分量，改变了交直流成分的比例，减小了电路的脉动系数，改善了直流电压的质量。 2、电容滤波电路 现以单相桥式电容滤波整流电路为例来说明。电容滤波电路如图5.2所示，在负载电阻上并联了一个滤波电容C。 图5.2电容滤波电路 当v2到达90°时，v2开始下 降。先假设二极管关断，电容C 就要以指数规律向负载ＲL放电。 指数放电起始点的放电速率很大。 3、滤波原理 若电路处于正半周，二极管D1、D3导通，变压器次端电压u2给电容器C充电。此时C相当于并联在u2上，所以输出波形同u2 ，是正弦形。 图5.3电容滤波波形图 所以，在t1到t2时刻，二极管导电，Ｃ充电，uC=uL按正弦规律变化；t2到t3时刻二极管关断，uC=uL按指数曲线下降，放电时间常数为RLC。电容滤波过程见图5.3。 在刚过90°时，正弦曲线下降的 速率很慢。所以刚过90°时二极管仍然 导通。在超过90°后的某个点，正弦曲线 下降的速率越来越快，当刚超过指数曲线 起始放电速率时，二极管关断。 需要指出的是，当 放电时间常数RLC增加时， t1点要右移， t2点要左移， 二极管关断时间加长， 导通角减小，见曲线3； 反之，RLC减少时，导通 角增加。显然，当ＲL很 小，即IL很大时，电容滤 波的效果不好，见图 5.4滤波曲线中的2。反之，当ＲL很大，即IL很小 时，尽管C较小, RLC仍很大,电容滤波的效果也很好，见滤 波曲线中的3。所以电容滤波适合输出电流较小的场合。 问题：有Ｃ无ＲL即空载，此时UC=UL=？ 图5.4 电容滤波的效果 4、电容滤波的计算 电容滤波的计算比较麻烦，因为决定输出电压的因素较多。工程上有详细的曲线可供查阅。一