小功率整流濾波電路

1、 10.1 小功率整流濾波電路小功率整流濾波電路 10.2 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路 10.0 引言引言引引 言言1.1.直流穩(wěn)壓電源的作用直流穩(wěn)壓電源的作用 將交流電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓。將交流電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓。2.2.組成組成3.3.各部分功能各部分功能變壓器：變壓器：整流：整流：濾波：濾波：穩(wěn)壓：穩(wěn)壓：降壓降壓濾除脈動濾除脈動交流變脈動直流交流變脈動直流進一步消除紋波，提高電壓的穩(wěn)定性和帶載能力進一步消除紋波，提高電壓的穩(wěn)定性和帶載能力整流電路整流電路整流電路整流電路是將工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂兄绷麟姵煞值拿}動是將工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂兄绷麟姵煞值拿}動直流電。由于二極管具有單

2、向?qū)щ娦裕世枚O管可直流電。由于二極管具有單向?qū)щ娦?，故利用二極管可進行整流。進行整流。123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:10-Jul-2003Sheet of File:E:longT_MDT_MD71201.schDrawn By:(c)50Hz1R220VL(a)L50HzD(d)R50Hz220V220V220VD21D50HzDD(b)42ODALB3ADBABR(c)(c)橋式整流橋式整流 (a)(a)半波整流半波整流(b)(b)全波整流全波整流常用整流電路常用整流電路10.1 小功率整流濾波電路小功率整流濾波電路

3、半波整流半波整流電路圖電路圖波形圖波形圖缺點：缺點：輸出電壓波動太大輸出電壓波動太大優(yōu)點：優(yōu)點：電路簡單電路簡單二極管二極管D導(dǎo)通導(dǎo)通二極管二極管D截止截止全波整流全波整流電路圖電路圖波形圖波形圖優(yōu)點：優(yōu)點：輸出電壓波動減小輸出電壓波動減小缺點：缺點：變壓器繞線太多變壓器繞線太多二極管二極管D1導(dǎo)通導(dǎo)通二極管二極管D2導(dǎo)通導(dǎo)通橋式整流橋式整流電路圖電路圖波形圖波形圖工工作作原原理理當(dāng)當(dāng)vi為正半周時，二極管為正半周時，二極管D1、D3導(dǎo)通，在負導(dǎo)通，在負載電阻上得到正弦波的正半周。載電阻上得到正弦波的正半周。當(dāng)當(dāng)vi為負半周時，二極管為負半周時，二極管D2、D4導(dǎo)通，在負導(dǎo)通，在負載電阻上得到

4、正弦波的正半周。載電阻上得到正弦波的正半周。參數(shù)計算參數(shù)計算輸出電壓中的直流分量輸出電壓中的直流分量根據(jù)橋式整流的波形圖可知，輸出電壓是單相脈動電壓。將根據(jù)橋式整流的波形圖可知，輸出電壓是單相脈動電壓。將輸出電壓用付立葉級數(shù)展開：輸出電壓用付立葉級數(shù)展開：流過負載的直流電流流過負載的直流電流2LLL0.9LVVIRR)4cos1542cos342(22OttVv由此可得直流分量：由此可得直流分量：L222 20.9VVV參數(shù)計算參數(shù)計算流過二極管的平均電流流過二極管的平均電流二極管所承受的最大反向電壓二極管所承受的最大反向電壓L2DL0.452IVIR2Rmax2VV紋波系數(shù)紋波系數(shù)483.

5、0L2L22r VVVK紋波電壓與直流輸出電壓之比紋波電壓與直流輸出電壓之比濾波電路濾波電路濾波電路濾波電路是將脈動直流中的交流成分濾除，減少交流是將脈動直流中的交流成分濾除，減少交流成分，增加直流成分。成分，增加直流成分。利用電抗性元件對交、直流阻利用電抗性元件對交、直流阻抗的不同，可抗的不同，可實現(xiàn)濾波。實現(xiàn)濾波。常用濾波電路常用濾波電路電容濾波電容濾波LC濾波濾波阻容阻容 型濾波型濾波電容器電容器C C對直流開路，對對直流開路，對交流阻抗小，所以交流阻抗小，所以C C應(yīng)該應(yīng)該并聯(lián)在負載兩端并聯(lián)在負載兩端。電感器電感器L對直流阻抗小，對交流對直流阻抗小，對交流阻抗大，因此阻抗大，因此L 應(yīng)

6、與負載串聯(lián)。應(yīng)與負載串聯(lián)。電容濾波電容濾波若電路處于正半周，二極管若電路處于正半周，二極管D D1 1、D D3 3導(dǎo)通，變壓器次端電壓導(dǎo)通，變壓器次端電壓v v2 2給電容器給電容器C C充電，充電，C C上的電壓不斷增大。上的電壓不斷增大。當(dāng)當(dāng)v v2 2到達最高點時，到達最高點時，v v2 2開始下降。當(dāng)滿足開始下降。當(dāng)滿足v2vc時，二極時，二極管管D D1 1兩端反偏，二極管截止，電容兩端反偏，二極管截止，電容C C向負載向負載L L放電。當(dāng)放電。當(dāng)放電的時間常數(shù)較大時，電容兩端的電壓下降較慢。放電的時間常數(shù)較大時，電容兩端的電壓下降較慢。當(dāng)電路處于負半周時，二極管當(dāng)電路處于負半周時

7、，二極管D D2 2的的P P端電壓開始上升，當(dāng)端電壓開始上升，當(dāng)上升到大于電容兩端的電壓時，上升到大于電容兩端的電壓時，D D2 2開始導(dǎo)通，變壓器次端開始導(dǎo)通，變壓器次端電壓電壓v v2 2再次給電容器再次給電容器C C充電，負載兩端的電壓重新增大。充電，負載兩端的電壓重新增大。當(dāng)電容兩端的電壓增大到大于變壓器付邊的電壓時，二當(dāng)電容兩端的電壓增大到大于變壓器付邊的電壓時，二極管極管D2截止，電容又開始通過負載電阻放電，重復(fù)前述截止，電容又開始通過負載電阻放電，重復(fù)前述的過程。的過程。工作原理工作原理電容濾波的特點電容濾波的特點1. 二極管的導(dǎo)電角二極管的導(dǎo)電角 ，流過二極管的瞬時電流流過二

8、極管的瞬時電流很大。很大。2. d = RLC 越大，越大， VL 越高。越高。3. 直流電壓直流電壓 V VL L 隨負載電流隨負載電流增加而減少，增加而減少，所以電容濾波所以電容濾波適合輸出電流較小的場合。適合輸出電流較小的場合。4.4.電容濾波電路簡單，負載直電容濾波電路簡單，負載直流電壓較高，紋波也較小，缺流電壓較高，紋波也較小，缺點是輸出特性較差，適用于輸點是輸出特性較差，適用于輸出變動不大的場合。出變動不大的場合。電容濾波的計算電容濾波的計算電容濾波的計算比較麻煩，因為決定輸出電壓的因電容濾波的計算比較麻煩，因為決定輸出電壓的因素較多。工程上有詳細的曲線可供查閱。一般常采素較多。工

9、程上有詳細的曲線可供查閱。一般常采用以下近似估算法：用以下近似估算法：V VL L=1.1=1.11.21.2V V2 2使用條件使用條件近似公式近似公式3 52LTR C電感濾波電感濾波1.當(dāng)通過電感的電流增大時，電感產(chǎn)生的自感電動勢與電流方向相反，阻止當(dāng)通過電感的電流增大時，電感產(chǎn)生的自感電動勢與電流方向相反，阻止電流的增加同時將一部分電能存儲于電感中；電流的增加同時將一部分電能存儲于電感中；2.當(dāng)通過電感的電流減小時，電感產(chǎn)生的自感電動勢與電流方向相同，阻止當(dāng)通過電感的電流減小時，電感產(chǎn)生的自感電動勢與電流方向相同，阻止電流減小的同時將一部分存儲于電感中的能量釋放，以補償電流的減?。浑娏?/p>

10、減小的同時將一部分存儲于電感中的能量釋放，以補償電流的減小；3.在信號的半個周期中，整流二極管均導(dǎo)通；在信號的半個周期中，整流二極管均導(dǎo)通；4.利用電感的儲能作用，可以減小輸出電壓和電流的紋波，利用電感的儲能作用，可以減小輸出電壓和電流的紋波，VL=0.9V2，且，且L越大，越大，RL越小，濾波效果越好，電感濾波適用于負載電流較大的場合。越小，濾波效果越好，電感濾波適用于負載電流較大的場合。2)53(LdTCR名 稱VL(空載)VL(帶載)二極管反向最大電壓每管平均電流半波整流22V245. 0V22VIL全波整流電容濾波22V1.2V2*222V0.5IL橋式整流電容濾波22V1.2V2*2

11、2V0.5IL橋式整流電感濾波22V0.9V222V0.5IL *使用條件使用條件小小 結(jié)結(jié)10.2 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路10.2.1 穩(wěn)壓電源的質(zhì)量指標(biāo)穩(wěn)壓電源的質(zhì)量指標(biāo)10.2.2 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的工作原理串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的工作原理10.2.3 三端集成穩(wěn)壓器三端集成穩(wěn)壓器10.2.4 三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用輸入調(diào)整因數(shù)輸入調(diào)整因數(shù)00IOO TIVVVK電壓調(diào)整率電壓調(diào)整率00IOOO %100/ TIVVVVS穩(wěn)壓系數(shù)穩(wěn)壓系數(shù)00IIOOO / TIVVVV 輸出電阻輸出電阻00OOoI TVIVR穩(wěn)壓電源質(zhì)量指標(biāo)穩(wěn)壓電源質(zhì)量指標(biāo)電流調(diào)整率電流調(diào)

12、整率00TVIVVSIOO紋波抑制比紋波抑制比dBVVRRP-OPP-IPlg20穩(wěn)壓電源質(zhì)量指標(biāo)穩(wěn)壓電源質(zhì)量指標(biāo)P-IPV輸入電壓紋波峰值輸入電壓紋波峰值P-OPV輸出電壓紋波峰值輸出電壓紋波峰值串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的組成串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的組成基準(zhǔn)電壓源基準(zhǔn)電壓源調(diào)整管：調(diào)整管：T比較放大器：比較放大器：A取樣電路取樣電路T電路組成電路組成VI VO VfVO1VOT穩(wěn)壓工作原理穩(wěn)壓工作原理VCE輸出電壓的調(diào)整范圍輸出電壓的調(diào)整范圍T利用深度負反饋條件下，集成運放輸入端滿足利用深度負反饋條件下，集成運放輸入端滿足“虛短虛短”的條件的條件得：得：32FO1223=REFRRVVVRRRR12O

13、REF32=(1+)RRVVRR122OmaxREF3=(1+)RRRVVR1OminREF322=(1+)RVVRRR （1）設(shè)變壓器二次電壓的有效值）設(shè)變壓器二次電壓的有效值V220 V，求，求VI？說明電路中？說明電路中T1、R1、DZ2的作用；的作用；（2）當(dāng)）當(dāng)VZ16 V，VBE0.7 V，電位器，電位器RP箭頭在中間位置，不接負載電阻箭頭在中間位置，不接負載電阻RL時，試計算時，試計算A、B、C、D、E點的電位和點的電位和VCE3的值；的值；（3）計算輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍；）計算輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍；（4）當(dāng)）當(dāng)VO12 V、RL150，R2510時，計算調(diào)整管時，計算調(diào)整管T3的功

14、耗的功耗PC3。例例10.2.1（1）設(shè)變壓器二次電壓的有效值）設(shè)變壓器二次電壓的有效值V220 V，求，求VI？說明電路中？說明電路中T1、R1、DZ2的作用；的作用；例例解：解：VI（1.11.2）V2取取 VI1.2V2則則 VI1.2V21.220V24V T1、R1和和DZ2為啟動電路為啟動電路 （2）當(dāng)）當(dāng)VZ16 V，VBE0.7 V，電位器，電位器RP箭頭在中間位置，不接負載箭頭在中間位置，不接負載電阻電阻RL時，試計算時，試計算A、B、C、D、E點的電位和點的電位和VCE3的值；的值；例例解：解：VAVI 24 V)21(P44P31ZRRRRRV VEVO2VBE12 V1

15、.4 V13.4VVCE3VAVO24 V12 V12 VVCVDVZ16 V12 VVBVO)1(21REFRRV R2R1VREF（3）計算輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍。）計算輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍。例例解：解：R2R1VREFVO)1(21REFRRV )21(P44P31ZRRRRRV )(P44P31ZOminRRRRRVV = 9V)(44P31ZOmaxRRRRVV = 18V（4）當(dāng)）當(dāng)VO12 V、RL150，R2510時，計算調(diào)整管時，計算調(diào)整管T3的功耗的功耗PC3。例例解：解：mA80A08. 0150V12LOL RVI所以所以IC3ILIR3IR2 105mAmA3 .13900V124p3O3 RRRVIRmA7 .115106VV122Z1O2 RVVIRPC3VCE3IC3 （VA- -VO）IC3 1.26W1. 輸出電壓固定