整流濾波與線性串聯型穩壓電源工作原理

2021-03-04 00:15:44 字數 1439 閱讀 9258

一、 整流與濾波電路

整流電路的任務是利用二極體的單向導電性,把正、負交變的50hz電網電壓變成單方向脈動的直流電壓。

整流電路只是將交流電變換為單方向的脈動電壓和電流,由於後者含有較大的交流成分,通常還需在整流電路的輸出端接入濾波電路,以濾除交流分量,從而得到平滑的直流電壓。

由波形可知:

1.開關s開啟時,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,輸出電壓公升高,當時電容放電,輸出下降。如此充電快,放電慢的不斷反覆,在負載上將得到比較平滑的輸出電壓。

當負載電阻越大時,放電越慢,紋波電壓越小,負載電阻小時,放電快,紋波大,而且輸出電壓低。

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。

為確保二極體安全工作,要求:不同電子裝置要求其電源電壓的平滑程度不同,為此可採用不同的濾波電路。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

整流濾波後的電壓是不穩壓的,在電網電壓或負載變化時,該電壓都會產生變化,而且紋波電壓又大。所以,整流濾波後,還須經過穩壓電路,才能使輸出電壓在一定的範圍內穩定不變。

1.穩壓電路(電源)的主要效能指標

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)保持恆定。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組成反饋網路,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 ,, 。

這種穩壓電路的主迴路由調整管t與負載相串聯構成,且t工作**性狀態,故稱為線性串聯式穩壓電路。

輸出電壓vo=vi-vce,其變化量由反饋網路取樣,並經放大電路(a)放大後去控制調整管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基本恆定。顯然,這是電壓負反饋電路基本效能。

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