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第6章 直流稳压电源

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学习重点

掌握稳压电源组成和各部分工作原理；

了解集成稳压电源；

学习难点

整流电路

参考学时

4学时

本章知识结构半波整流电路电源变压器

本章知识结构

半波整流电路

电源变压器

直流稳压电

源

桥式整流电路

组

成

整流电路

电容滤波电路

滤波电路

电感滤波电路

硅稳压二极管

稳压电路

其他滤波电路

稳压电路

串联反馈式稳

压电路

三端集成稳压

器

导入案例

电源是提供电能的装置。因为它可以将其它形 式的能转

换成电能，所以我们把这种提供电能的装置叫做电 源。常见的

电源是干电池（直流电）与家用的110V-220V交流 电源。电池

作为直流电源的一种早期产品由，于其在使用方面的 灵活性和

方便性，曾获得广泛的应用，即使在现代科学技 术高度发

达的今天，电池仍然占据着其不可替代的领域，如 在移动电话、

摄像机等移动电子设备中，电池几乎是唯一的选 择。但是，由

于电池本身存在着成本高、供电电流小、使用时间 短、电压不够

稳定等致命缺点，从而大大限制了它的应用范围。 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。电源适配器是小型便携式电子设备 及电子电器的供电电源变换设备，把220VAC（市电）转换成低压供身边的电子产品使用，是各种电器如手机，笔记本电脑必配装置，把适配器插到220V电源插座上，它就可以向电器提供直流电。交流变直流，电源适配器是怎么做到的？

小资料——常用电源分类

小资料——常用电源分类

按输出电源类型分为直流稳压电源和交流稳压电源；按稳压电路与负载连接方式分为串

联稳压电源和并联稳压电源；按调整管工作状态分为线性稳压电源和开关稳压电源；按电路类型分为简单稳压电源和反馈稳压电源等。比较简单的电子设备使用线性稳压电源，例如收音机，音响等，复杂的电子设备使用开关稳压电源，例如电视机，计算机等。

直流稳压电源的组成和作用

直流稳压电源组成

直流稳压电源的组成如图6.1.1所示，它通常有电源变压器、整流电路、滤波电路

和稳压电路四部分组成。

整流电路电

整流电路

电源变压器

滤波电路

稳压电路

0

0

0

50HZ Uo

0

0

0

0

图6.1.1直流稳压电源的组成框图

变压：由于交流电网提供的220V（有效值）电压相对较大，大多数电子设备所需的直流电压一般为几至几十伏，电源变压器的作用是将输入的220V的交流电压进行降压，降到变压器的副边电压和电路的输出直流电压同一个数量级。另外，变压器还可以起到将直流电源与电网隔离的作用。

整流：整流电路的作用是利用二极管的单向导电性，将变压器的副边交流电压变成单方向的脉动电压，这种脉动电压中包含有较大的直流电压成分，但是这种单向脉动电压往往同时包含很大的交流成分。需要进一步滤除交流量。

滤波：滤波电路的作用是对整流电路输出的脉动电压进行滤波，从而得到比较平滑的直流电压。但是当电网电压或负载电流波动时滤波电路的输出电压的幅值也将随之变化，因此还需要稳压措施。使输出电压能基本保持不变。

稳压：稳压电路的作用就是对输出电压进行稳压，从而保证输出直流电压的基本稳定。

整流电路

整流电路是利用二极管的单向导电性，将交流电变成单向脉动电压。在小功率直

流电源中，经常采用单相半波整流电路和桥式整流电路。

半波整流电路

半波整流电路如图6.1.2（a）所示。设变压器次级电压为u2。理想二极管，在整流电路中相当于一只开关，当u2为正半周期时，二极管D受正向导通，输出电压uo=u2；当u2为负半周期时，二极管D反向截止，输出电压uo=0。u2和uo的波形如图6.1.2（b）所示，显然，输入电压是双极性，而输出电压是单极性，且是半波波形，输出电压与输入电压的幅值基本相等。

u

u2

2U

D

2π

4π

~220V50HZ

u

D

u

2

uo RL

0

uo

2U

π

ωt

0

π2π3π4πωt

3π

(a)半波整流电路 (b)半波整流波形

图6.1.2半波整流电路

22设变压器次级电压u2=U2msinωt= U2sinωt，其中U2m为其幅值，U2为有效值。由理论分析可得，输出单向脉冲电压的平均值即直流分量为

2

2

Uo(AV)=U2m/?=

?U2≈0.45U2 （6.1）

说明一个周期内，负载上电压平均值只有变压器次级电压有效值的45%，电源利用率明显较低。

[特别提示]

半波整流电路虽然元器件少，结构简单。但其输出波形脉动大，直流成分低，变压器只有半个周期导通，利用率低。所以半波整流电路只能用于输出电流小，要求不高的场合。

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