第七章 直流稳压电源 本章要求：
了解直流稳压电源的组成、作用和主要技术指标； 掌握整流滤波电路的工作原理；
掌握串、并联型稳压电路的工作原理及应用； 熟悉常用三端稳压器的应用电路。
7.1 直流稳压电源概述
7.1.1 直流稳压电源的组成与分类
1.电源变压器
电源变压器的作用是将交流电网提供的220V、50Hz市电变成所需的交流电压。 2.整流器
整流器的作用是将220V、50Hz交流电变成单向脉动的直流电。 3.滤波器
滤波器的作用是将整流所得的脉动直流电中的交流成分滤除。 4.稳压器
稳压器的作用是将滤波电路输出的直流电压稳定不变，即输出直流电压不随电网电压和负载的变化而变化。
直流稳压电源有三类：一类是并联式稳压电源；二类是晶体管串联调整式稳压电源；三类是开关式稳压电源。
7.1.2 直流稳压电源的质量指标 1.输出电压范围
通用稳压电源的输出电压通常可在一定的范围内调节，且输出电压在该范围内连续可调。
2.额定负载电流
额定负载电流是稳压电源长时间工作所允许输出的最大电流 。 3. 稳定程度
抗电网不稳定度Sr是输出直流电压相对变化量与输入交流电压相对变化量之比，Sr越小越好，通常为千分之几。 4.电源内阻 5.纹波电压
7.2 整流滤波电路 7.2.1 整流电路 1.半波整流电路 （1）工作原理
变压器次级电压u2＝ U2sinωt，由于二极管的单向导电性只允许某半周的交流电通过二极管加在负载上，这样负载电流只有一个方向，从而实现了整流。导通过程为：当次级绕组电压极性上正下负时，VD导通，输出电压uo与u2相同；而另一个半周期内VD因加反向电压不导通，RL上无电压。 （2）特点
半波整流电路的优点是电路简单，元件少，缺点是交流电压中只有半个周期得到利用，输出直流电压低，Uo≈0.45U2。 2.全波整流电路 （1）工作原理
在正半周（u2极性如标识“＋”和“－”所示）时，由于变压器有中心抽头，A点电位最高，B点居中，C点最低，VD1加正向电压导通，VD2加反向电压截止，uo≈u2，电流iD1由点A经VD1和RL至B点形成回路，方向由上至下；在负半周（u2极性与前相反）时，C点电位最高，B点居中，A点最低，VD2加正向电压导通，VD1加反向电压截止，u o≈u 2，电流iD1由点C经VD2和RL至B点形成回路，方向由下至上。RL上的电流应是正负半周的合成，这样就在RL上获得单方向脉动电流，由于整个周期均被利用，故称全波整流，其
输出直流电压
Uo≈0.9U 2 （2）特点
输出电压高，输出电流大，电源利用率高，但要求变压器具有中心抽头，体积大，笨重，电路的利用率低，适用于大功率输出场合。 3.桥式整流电路 （1）工作原理
当u2为正半周（A端为“＋”，B端为“－”）时， VD1和VD3因加正向电压而导通，而VD2、VD4因加反向电压而截止，导通电流iL由A端→VD1→RL→VD3→B端，在RL上电流iL的方向由上至下；当u2为负半周（极性与前相反）时，VD2、VD4导通，VD1、VD3截止，导通电流由B端→VD2→RL→VD4→A端，在RL上电流iL的方向由下至上。这样在u2的一个周期内VD1、VD3和VD2、VD4轮流导通，在RL上获得同全波整流一样的脉动电流或电压。
（4）特点
桥式整流电路具有变压器利用率高、平均直流电压高、整流元件承受的反压较低等优点，故应用广泛。 7.2.2 滤波电路 1.电容滤波电路
（1）滤波电路及原理
在整流电路中的RL两端并联一个大电容(一般为大容量电解电容)，就构成了电容滤波电路。在不加滤波电容的情况下，RL两端的电压波形为脉动直流电。接入滤波电容C后，在接通电源的瞬间，当Uab上升时，电容C两端电压跟随上升，如图中OA段， 在次级输入电压的一个周期中，第二个1/4周期以及第三个1/4周期的部分时间内，由于Uab小于电容C上电压，而电容C两端电压又不能突变，故电容C上的电荷将通过RL放电，直到图中B点，此后Uab大于电容C上电压，又开始对C充电，如此继续下去。可见，接入电容C后，不但脉动大大变小，而且输出直流电压提高了。
2.电感滤波电路
（1）电感滤波电路及原理
电感也是一种储能元件，当电流发生变化时，L中的感应电动势将阻止其变化，使流过L中的电流不能突变。当电流有变大的趋势时，感生电流的方向与原电流方向相反，阻碍电流增大，将部分能量储存起来；当电流有变小的趋势时，感生电流的方向与原电流方向相同，放出部分储存能量，阻碍电流减小。于是使输出电流与电压的脉动减小。 （2）特点
①通过二极管的电流不会出现瞬间值过大
②当不考虑L的直流电阻时，L对直流无影响，对交流起分压作用 ③因L的直流电阻很小，负载上得到的输出电压和纯电阻负载相同
Uo＝URL＝0.9U2
3.组合滤波电路
如图7-7所示为常见的组合滤波电路，或称复式滤波电路，其工作原理是上述两种滤波电路的组合
7.3 稳压管稳压电路
7.3.1 稳压管稳压电路及稳压原理 1.稳压电路
2.稳压原理
（1）电网电压波动时，使Ui变化时的稳压过程
（2）负载电流Io(负载电阻RL)变化时的稳压过程
3.稳压管稳压电路的特点
优点是电路简单，工作可靠，稳压效果也较好。缺点是：输出电压的大小要由稳压管的稳压值来决定，不能根据需要加以调节；负载电流Io变化时，要靠Iz的变化来补偿，而Iz的变化范围仅在Izmin和Izmax之间，负载变化小；再是电压稳定度不够高，动态内阻还比较大（约几欧到几十欧姆）。 7.3.2 限流电阻的计算
选择限流电阻应遵从的条件为：Izmin＜Iz＜Izmax
直流稳压电源本章要求了解直流稳压电源的组成作用和主要
