2022-2023学年高二物理竞赛课件：整流与稳压电路

整流与稳压电路 整流与稳压电路 整流电路：AC转变为直流脉动电压。 交流电网50Hz，AC—DC，电压不稳。用稳压电路: 清除电网波动及负载变化的影响，保持VO稳定。 常见的小功率整流电路，有半波、全波、桥式和倍压整流等。 一、半波整流电路。 理想二极管，即正向导通电阻为零，反向电阻无穷大。 优点：使用元件少。 缺点：输出波形脉动大；直流成分小；变压器 利用率低。 电源变换电路的第一种。 输入激励电路。 1. 必要性。 若要求功率管充分利用，PO最大，则 RL 上的信号电压振幅达到接近电源电压(单电源时，接近VCC/2)。为此，要求输入激励级为互补功率管提供振幅接近电源电压的推动电压。 互补推挽功率放大器中的功率管接成射极跟随器，电压增益小于 1。 图1-3-9 2. 电路。 T3 —— 输入激励级， R —— T3 的直流负载(忽略功率管的静态基极电流)，直流负载线为(b)Ⅰ。 3. 影响输出信号电压振幅的因素。 交流负载 r ≈ R∥ri ＜ R，得交流负载线为(b)Ⅱ所示。可见，T3 管的最大输出信号电压振幅受到截止失真的限制，其值小于 VCC/2。 若使 r ＞ R，则交流负载线如图(b)Ⅲ所示，输出信号电压振幅不受截止失真限制，可接近 VCC/2。 图1-3-9 4. 改进电路。 (1) 电流源构成有源负载放大 器，直流电阻小，交流电阻大。 (2) 采用自举电路。 将 R1和R2 串接取代 R ；C、O间接入大容量电容 C2。 R1＜＜R2 作用：对交流近似短路，交流电位由 O 经 C2 自举到 C 点，即 vC  vO。 图1-3-9（c） 原理：由于互补输出级的电压增益接近于 1，因而 vB  vO  vC，通过 R2 的交流电流 I  0，因而从 B 点向虚线框看进去的交流电阻 (vB/i) 很大，趋于无穷，T3 的交流负载电阻便近似等于 T1(或 T2) 电路的输入电阻。 作业：1-，1-，1-，1- 图1-3-9（c） ×1.3.2 集成功率放大器。 ×1.4 功率合成技术。 一、 半波整流电路的工作原理 u2 >0 时，二极管导通。 u1 u2 a T b D RL uo 忽略二极管正向压降： uo=u2 u1 u2 a T b D RL uo iL=0 u2<0时，二极管截止,输出电流为0。 uo=0 io + – + – 有效值u2 。 7 uo (3) 输出电压平均值（Uo、Uo(AV)）即直流： (1) 输出电压波形： u1 u2 a T b D RL uo iO (2) 二极管上承受的最高反压： (4) 二极管上的平均电流值： ID(AV) = IL= IO(AV) =UO(AV)/RL=0.45U2/RL 与(1-5-1)有效值不同。 与书P53不同 8 u2 uL uD t  2 3 4 0 滤波电路特点: 电容与负载 RL 并联， 或电感与负载RL串联。 原理：储能元件电容两端电压(或通过电感的电流)不能突变的特性, 滤掉整流电路VO中的交流成份，保留其直流成份，使输出电压波形平滑。 二、全波整流电路工作原理 u1 u2 a T b D1 RL uo D2 u2 iL (3) Uo平均值即直流： 全波：Uo=Uo(AV)=2×0.45U2=0.9U2 (1) 输出电压波形： (2) 二极管上承受的最高反压： uo (4) 二极管上平均电流值： ID(AV)=IL/2=UO/2RL=0.45U2/RL 10 几种常见的硅整流桥外形： + A C - ~+~- ~ + - ~ 三、桥式整流电路。 u2 uL +  –  11 （1）空载（RL=∞）时： u2 t uL t uc=uL u2＞ uC时： 二极管导通，C充电 u2＜ uC时： 二极管截止，C放电。 由于RL=∞，无放电回路，所以uC保持。 + + + + 4 1 2 3 2 u 2 D C L 3 1 D D - 220V D + 1 4 u u u c (忽略整流电路内阻) 设t1时刻接通电源 t1 整流电路为电容充电 充电结束 没有电容时的输出波形 看有关书推导的公式。 $