【幹貨】詳解整流、濾波與線性串聯型穩壓電源工作原理
發布時間:2018-08-21 責任編輯:lina
一、整流與濾波電路
整流電路的任務是利用二極管的單向導電性,把正、負交變的50Hz電網電壓變成單方向脈動的直流電壓。

整zheng流liu電dian路lu隻zhi是shi將jiang交jiao流liu電dian變bian換huan為wei單dan方fang向xiang的de脈mai動dong電dian壓ya和he電dian流liu,由you於yu後hou者zhe含han有you較jiao大da的de交jiao流liu成cheng分fen,通tong常chang還hai需xu在zai整zheng流liu電dian路lu的de輸shu出chu端duan接jie入ru濾lv波bo電dian路lu,以yi濾lv除chu交jiao流liu分fen量liang,從cong而er得de到dao平ping滑hua的de直zhi流liu電dian壓ya。

由波形可知:
1.開關S打開時,電容兩端電壓為變壓器付邊的最大值
。
2 .開關S閉合,即為電容濾波電阻負載,當變壓器付邊電壓大於電容上電壓時
,電容充電,輸出電壓升高,當
時(shi)電(dian)容(rong)放(fang)電(dian),輸(shu)出(chu)下(xia)降(jiang)。如(ru)此(ci)充(chong)電(dian)快(kuai),放(fang)電(dian)慢(man)的(de)不(bu)斷(duan)反(fan)複(fu),在(zai)負(fu)載(zai)上(shang)將(jiang)得(de)到(dao)比(bi)較(jiao)平(ping)滑(hua)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)。當(dang)負(fu)載(zai)電(dian)阻(zu)越(yue)大(da)時(shi),放(fang)電(dian)越(yue)慢(man),紋(wen)波(bo)電(dian)壓(ya)越(yue)小(xiao),負(fu)載(zai)電(dian)阻(zu)小(xiao)時(shi),放(fang)電(dian)快(kuai),紋(wen)波(bo)大(da),而(er)且(qie)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)低(di)。
為此有三種情況下的輸出電壓估算值:
1)電容濾波,負載開路時
。
2)無電容濾波,電阻負載時,輸出電壓平均值為:
。

3)電容濾波,電阻負載時通常用下式進行估算
,通常按
估算。
為確保二極管安全工作,要求:不同電子設備要求其電源電壓的平滑程度不同,為此可采用不同的濾波電路。常見的有電容濾波、電感濾波和複式濾波電路(兩個或兩個以上濾波元件組成)。

二、線性串聯型穩壓電路
整(zheng)流(liu)濾(lv)波(bo)後(hou)的(de)電(dian)壓(ya)是(shi)不(bu)穩(wen)壓(ya)的(de),在(zai)電(dian)網(wang)電(dian)壓(ya)或(huo)負(fu)載(zai)變(bian)化(hua)時(shi),該(gai)電(dian)壓(ya)都(dou)會(hui)產(chan)生(sheng)變(bian)化(hua),而(er)且(qie)紋(wen)波(bo)電(dian)壓(ya)又(you)大(da)。所(suo)以(yi),整(zheng)流(liu)濾(lv)波(bo)後(hou),還(hai)須(xu)經(jing)過(guo)穩(wen)壓(ya)電(dian)路(lu),才(cai)能(neng)使(shi)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)在(zai)一(yi)定(ding)的(de)範(fan)圍(wei)內(nei)穩(wen)定(ding)不(bu)變(bian)。
1、穩壓電路(電源)的主要性能指標
輸出的穩定電壓值Vo,最大輸出電流Imax,輸出紋波電壓V~,穩壓係數(電壓調整率)
,
該值越小,穩定性越好
。
輸出電阻(內阻)
,
,內阻越小越好。
2、串聯型穩壓電路的基本結構基本思路:

串聯型:


當輸入電壓(VI)改變時,能自動調節(VCE)電壓的大小,使輸出電壓(Vo)保持恒定。例如:VI↑→Vo↑→經取樣和放大電路後→IB↓→VCE↑→Vo↓
串聯型穩壓電路基本結構:

VI是整流濾波後的電壓,T為調整管,A為比較放大電路,VREF為基準電壓,它由穩壓管Dz與限流電阻R構成。R1與R2組成反饋網絡,是用來反映輸出電壓變化的取樣環節。
電路也可以改畫成以下形式,以便看圖方便。

如把串聯穩壓電路看作反饋放大器(輸入為VI,輸出為Vo),則這種電路屬於電壓串聯負反饋 。
在深度負反饋條件下
,
,
。
這種穩壓電路的主回路由調整管T與負載相串聯構成,且T工作在線性狀態,故稱為線性串聯式穩壓電路。
輸出電壓Vo=VI-VCE,其變化量由反饋網絡取樣,並經放大電路(A)放大後去控製調整管T的基極電壓,從而改變調整管T的VCE大小。
當輸入電壓VI增加(或負載電流Io減小)時,導致輸出電壓Vo增加,隨之反饋電壓VF=R2Vo/(R1+R2)=FvVo也增加(Fv為反饋係數)。VF與基準電壓VREF相比較,其差值電壓經比較放大電路放大後使調整管的VB和IC減小,於是調整管T的c-e間電壓VCE增大,使Vo下降,從而維持Vo基本恒定。顯然,這是電壓負反饋電路基本性能。
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