模擬電子第15講第十章直流電源

10.1小功率整流濾波電路

10.2串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路10直流穩(wěn)壓電源

10.0引言直流電源的組成及各部分的作用圖

10.1.1

直流穩(wěn)壓電源的方框圖電網(wǎng)電壓電源變壓器整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路負(fù)載整流：將交流變?yōu)橹绷鞯倪^(guò)程。濾波：將脈動(dòng)的直流電壓變?yōu)槠交闹绷麟妷?。引言引言直流穩(wěn)壓電源的作用將交流電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，為放大電路提供直流工作電源。組成各部分功能變壓器：整流：濾波：穩(wěn)壓：end降壓濾除脈動(dòng)交流變脈動(dòng)直流進(jìn)一步消除紋波，提高電壓的穩(wěn)定性和帶載能力10.1

小功率整流濾波電路10.1.1

單相橋式整流電路10.1.2

濾波電路1.工作原理10.1.1

單相橋式整流電路利用二極管的單向?qū)щ娦?.工作原理10.1.1

單相橋式整流電路利用二極管的單向?qū)щ娦怨ぷ髟?.u2>0時(shí)，電流由+流出，經(jīng)D1、RL、D2流入-。2.u2<0時(shí)，電流由-流出，經(jīng)D3、RL、D4流入+。動(dòng)畫(huà)avi\15-1.avi幾種常見(jiàn)的硅整流橋外形：+AC-~+~-

~+-~10.1.1

單相橋式整流電路3.紋波系數(shù)2.VL和IL4.平均整流電流5.最大反向電壓濾波電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):

電容與負(fù)載RL并聯(lián)，或電感與負(fù)載RL串聯(lián)。交流電壓脈動(dòng)直流電壓整流濾波直流電壓RLLRLC濾波：將脈動(dòng)的直流電壓變?yōu)槠交闹绷麟妷骸?0.1.2

濾波電路幾種濾波電路10.1.2

濾波電路（a）電容濾波電路（b）電感電容濾波電路（倒L形）（c）形濾波電路電容濾波電路圖

10.3.1(a)

濾波電路濾波電容容量較大，一般采用電解電容器。電容濾波電路利用電容的充放電作用，使輸出電壓趨于平滑。濾波電路輸出電壓波形(b)理想情況下的波形(c)考慮整流電路內(nèi)阻時(shí)的波形動(dòng)畫(huà)avi\15-3.avi動(dòng)畫(huà)avi\15-2.avi10.1.2

濾波電路常用的電解電容器

1.思碧SPRAGUE

思碧SPRAGUE電容是美國(guó)生產(chǎn)的著名品牌，大凡DIY發(fā)燒友無(wú)人不曉。藍(lán)色外殼包裝黑色油墨印刷，品質(zhì)優(yōu)異，性能穩(wěn)定，而且壽命很長(zhǎng)。具有自成一派的外觀風(fēng)格，無(wú)論如何變更品種，它的封裝顏色特征都?xì)v久不變。很容易從眾多的電容中把它區(qū)分出來(lái)。如果單純的講思碧SPRAGUE如何如何好，也許你會(huì)不以為然，如果告訴你象KRELL，MARKLEVINSON，CELLO等這些世界著名品牌，都是選用的思碧SPRAGUE作為主濾波電容，可見(jiàn)其品質(zhì)和口碑絕非浪得虛名。2.威發(fā)RIFA

瑞典一個(gè)具有60多年歷史的老牌名廠。以空心或黑體大寫(xiě)字母威發(fā)“RIFA”為其商標(biāo)特征。威發(fā)RIFAPEH169系列是其鋁質(zhì)電解電容器里面的高檔系列。有意思的是除去少數(shù)極品器材中偶爾可以看到威發(fā)RIFA那乳白色的身影外（例如GRYPHON的DM-100以及REF-1等旗艦功放；MARKLEVINSON、CELLO也少有使用），其他品牌中還真的很少見(jiàn)到。原因無(wú)他，威發(fā)RIFA的價(jià)格太貴了。3.ROE

這是德國(guó)生產(chǎn)的品牌，跟思碧SPRAGUE一樣同屬于歐美器材中的主力電容，在很多高檔歐美器材中都可以找到他的身影。淺金或深金的透明包裝是其特征。見(jiàn)到不少歐美器材在設(shè)計(jì)造型時(shí)特意把幾棵ROE裸露到外面，給人以高貴、典雅、富麗堂皇的感覺(jué)。4.菲力浦PHILIPS

菲力浦PHILIPS公司真是家大業(yè)大，涉足的行業(yè)也多。電容器業(yè)自然也少不了他。5.伊娜ELNA

伊娜ELNA是日本久負(fù)盛名電容生產(chǎn)商，追溯歷史他也有60多年的滄桑了。而研究開(kāi)發(fā)音頻專(zhuān)用電容也有了25年的歷史，可以說(shuō)是日制電容業(yè)的老大,而且伊娜ELNA每年從總收入中投入20%研發(fā)資金，實(shí)力可以一斑。跟歐美一些名牌電容的外包裝所不同的是ELNA喜歡在不同型號(hào)之間，使用不同的彩色外殼封裝，閃閃發(fā)亮剎是好看。伊娜ELNA的音頻專(zhuān)用電解電容也不是等閑之輩，在很多中、高檔器材上都可以覓見(jiàn)他的影蹤。特別是在高檔日產(chǎn)器材上，幾乎是伊娜ELNA音響專(zhuān)用電容的天下，例如DENON的旗艦CD、功放，SONY的頂級(jí)SACD、CD、功放，MARANTZ、金嗓子的頂班器材6.尼爾康NICHICON

尼爾康NICHICON日本最大的電解電容供應(yīng)商之一。1950年8月以300萬(wàn)日元起步的日本尼爾康“NICHICON”公司,是國(guó)際一流品牌的電容器專(zhuān)業(yè)制造商。尤其在全球‘電解電容器’技術(shù)領(lǐng)域里，一直雄居世界領(lǐng)先地位。50多年來(lái)的發(fā)展,至今己擁有國(guó)內(nèi)外18家制造公司、14家銷(xiāo)售公司7.松下電解電容

日本松下公司大家都不陌生，他生產(chǎn)的電解電容素質(zhì)也相當(dāng)不俗。最近推出的高可靠的HD系列的SMT型鋁電解電容器。可在105℃條件下使用5千小時(shí)，在50℃條件下預(yù)計(jì)其使用壽命可達(dá)20年。紅寶石RUBYCON

一個(gè)具有50年建廠歷史的日本廠商，赫赫有名的“紅寶石”。八、九十年代在其他歐美名牌電解電容沒(méi)有進(jìn)入大陸市場(chǎng)前，曾經(jīng)是風(fēng)靡國(guó)內(nèi)音響界的“補(bǔ)品”電解電容。SIC-SAFCO

SIC-SAFCO是擁有84年廠史的法國(guó)電容廠，就是著名的特弗龍電容的生產(chǎn)廠。高速，大電流，低自感，極低內(nèi)阻，超長(zhǎng)壽命,低頻下潛好，彈性十足，音色甜美溫暖，聲音秀氣以單向橋式整流電容濾波為例進(jìn)行分析，其電路如圖所示。一、濾波原理a橋式整流電容濾波電路u1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC（電容器的充、放電）RL未接入時(shí)(忽略整流電路內(nèi)阻)u2tuot設(shè)t1時(shí)刻接通電源t1整流電路為電容充電充電結(jié)束沒(méi)有電容時(shí)的輸出波形au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSCucRL接入（且RLC較大）時(shí)

(忽略整流電路內(nèi)阻)u2tuot無(wú)濾波電容時(shí)的波形加入濾波電容時(shí)的波形充電放電au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSCuotu2上升，u2大于電容上的電壓uc，u2對(duì)電容充電，uo=ucu2時(shí)間常數(shù)=(RL//Rint

)Cu2下降，u2小于電容上的電壓。二極管承受反向電壓而截止。電容C通過(guò)RL放電，uc按指數(shù)規(guī)律下降，時(shí)間常數(shù)=RLC放電時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于充電時(shí)間常數(shù)，濾波效果取決于放電，其值愈大，濾波效果愈好。二、輸出電壓平均值考慮電網(wǎng)電壓波動(dòng)，電容的耐壓值應(yīng)大于三、脈動(dòng)系數(shù)S

約為10%~20%

五、電容濾波電路的輸出特性和濾波特性1.輸出特性當(dāng)濾波電容選定后，輸出電壓平均值UO（AV）和輸出電流平均值IO（AV）的關(guān)系。2.濾波特性脈動(dòng)系數(shù)S和輸出電流平均值IO（AV）的關(guān)系。圖10.3.5a電容濾波電路的輸出特性圖10.3.5b電容濾波電路濾波的特性10.1.2

濾波電路電容濾波電路10.1.2

濾波電路電容濾波的特點(diǎn)A.二極管的導(dǎo)電角

<，流過(guò)二極管的瞬時(shí)電流很大。B.負(fù)載直流平均電壓VL

升高d=

RLC

越大，VL

越高C.直流電壓VL

隨負(fù)載電流增加而減少當(dāng)d≥（35）

時(shí)，VL=(1.11.2)V210.1.2

濾波電路VL

隨負(fù)載電流的變化10.1.2

濾波電路電感濾波電路end其它形式的濾波電路一、電感濾波電路

L愈大，濾波效果愈好；適用于負(fù)載電流較大的場(chǎng)合。二、LC濾波電路輸出直流電壓為：脈動(dòng)系數(shù)S：適用于各種場(chǎng)合。圖

10.3.8單相橋式電感濾波電路圖

10.3.9復(fù)式濾波電路(a)

三、LC-

型濾波電路圖

10.3.9復(fù)式濾波電路(b)四、RC-

型濾波電路圖

10.3.9復(fù)式濾波電路(c)適用于負(fù)載電流較小的場(chǎng)合適用于負(fù)載電流較小的場(chǎng)合bv1C1C2D1D2v2VOa+-++

D1導(dǎo)通，D2截止，v2向電容器C1充電，電壓極性為右+左-，峰值電壓可達(dá)D1截止，D2導(dǎo)通，v2+VC1向電容器充電，電壓極性為右+左-，峰值電壓可達(dá)當(dāng)v2處于正半周時(shí)當(dāng)v2處于負(fù)半周時(shí)10.1.3.倍壓整流電路1.二倍壓整流電路2.多倍壓整流電路適用于要求輸出電壓較高、負(fù)載電流較小的場(chǎng)合。圖

10.3.7

多倍壓整流電路10.2

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)10.2.2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10.2.4

三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用輸出電壓10.2.1

穩(wěn)壓電源質(zhì)量指標(biāo)輸出電壓變化量輸入調(diào)整因數(shù)電壓調(diào)整率穩(wěn)壓系數(shù)輸出電阻溫度系數(shù)1.結(jié)構(gòu)10.2.2

串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的工作原理10.2.2

串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的工作原理2.工作原理輸入電壓波動(dòng)負(fù)載電流變化輸出電壓變化電壓串聯(lián)負(fù)反饋所以輸出電壓滿足深度負(fù)反饋，根據(jù)虛短和虛斷有(+)(+)(+)(+)電路組成(b)常見(jiàn)畫(huà)法采樣電路：R1、R2、R3；比較放大電路：A；基準(zhǔn)電壓電路：由R、VDZ提供。調(diào)整管：VT；2.穩(wěn)壓原理UIUOUFUIdUBEICUCE↑UO圖10.5.2具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路動(dòng)畫(huà)avi\16-1.avi3.輸出電壓的可調(diào)范圍由于U+=U-

，UF=UZ，所以當(dāng)R2

的滑動(dòng)端調(diào)至最上端時(shí)，UO為最小值當(dāng)R2

的滑動(dòng)端調(diào)至最下端時(shí)，UO為最大值，則：圖

10.5.2

串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路例10.2.3

三端集成穩(wěn)壓器1.輸出電壓固定的三端集成穩(wěn)壓器（正電壓78、負(fù)電壓79

）（b）金屬封裝外形圖（c）塑料封裝外形圖（d）方框圖2.主要參數(shù)參數(shù)名稱(chēng)符號(hào)單位參型號(hào)數(shù)值7805780678097812781578187824輸入電壓UIV10111419232733輸出電壓UOV56912151824電壓調(diào)整率SU%/V0.00760.00860.010.0080.00660.010.011電流調(diào)整率SImV40434552525560最小壓差UI-UOV2222222輸出噪聲UNμV10101010101010輸出電阻Rom1