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15整流滤波电路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:电源的方框图如图15.01所示。15.1.1单相桥式整流电路15.1.2单相半波整流电路15.1.3单相全波整流电路15.1.1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15.02(a)的电路图可知:根据图15.02(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:流过负载的脉动电压中包含有直流分量和交流分量,可将脉动电压做傅里叶分析。此时谐波分量中的二次谐波幅度最大,最低次谐波的幅值与平均值的比值称为脉动系数S。(3)单相桥式整流电路的负载特性曲线15.1.2单相半波整流电路根据图15.04可知,输出电压在一个工频周期内,只是正半周导电,在负载上得到的是半个正弦波。负载上输出平均电压为:单相全波整流电路如图15.05(a)所示,波形图如图15.05(b)所示。根据图15.05(b)可知,全波整流电路的输出,与桥式整流电路的输出相同。输出平均电压为: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,通常对: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。解:变压器副边电压有效值解:整流电流的平均值举例:解:当D2或D4断开后电路为单相半波整流电路。正半周时,D1和D3导通,负载中有电流流过,两端有电压uo=u;负半周时,D1和D3截止,负载中无电流通过,两端无电压,u0=0。波形如图所示。如果D2或D4接反则正半周时,二极管D1、D4或D2、D3导通,电流经D1、D4或D2、D3而造成电源短路,电流很大,因此变压器及D1、D4或D2、D3将被烧坏。如果D2或D4因击穿烧坏而短路则正半周时,情况与D2或D4接反类似,电源及D1或D3也将因电流过大而烧坏。15.2滤波电路15.2.1电容滤波电路(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15.06所示,在负载电阻上并联了一个滤波电容C。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。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15.08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。(4)电容滤波的计算(5)外特性整流滤波电路中,输出直流电压VL随负载电流IO的变化关系曲线如图15.09所示。名15.2.2电感滤波电路16稳压电路其中稳压管稳压电路最简单,但是带负载能力差,一般只提供基准电压,不作为电源使用。线性稳压电源稳压效果好,但效率低,稳压范围不大。开关型稳压电源效率较高,目前用的也比较多。16.1稳压电路概述引起输出电压变化的原因是负载电流的变化和输入电压的变化,参见图16.01。16.1.2稳压电路的技术指标当输出电流从零变化到最大额定值时,输出电压的相对变化值。输入电压交流纹波峰峰值与输出电压交流纹波峰峰值之比的分贝数。