项目11 电源电路制作与测试（课件）- 《电工电子技术与技能》同步教学（清华大学版·第2版）

项目11 电源电路制作与测试 任务11.1 三端集成稳压电源的分析、制作与测试 任务11.2 拓展与训练 项目11 电源电路制作与测试 任务11.1 三端集成稳压电源的分析、制作与测试 11.1.1 整流电路分析 单相桥式整流电路分析 如图11-1所示为桥式整流电路原理图，如图11-2所示为桥式整流电路波形图，如图11-3所示为桥式整流电路简化画法，如图11-4所示为全桥外形图，是4个二极管集成的全桥整流电路的外形图。由于电路中4只二极管接成电桥形式，所以称为桥式整流电路。 项目11 电源电路制作与测试 图11-1 桥式整流电路原理图 图11-2 桥式整流电路波形图 图11-3 桥式整流电路简化画法 图11-4 全桥外形图 项目11 电源电路制作与测试 (1)桥式整流电路的连接特点 二极管的一正一负相异端接交流，同负端输出直流电压正极，同正端输出直流电压负极。 （2）各元器件的作用 电源变压器T起降压、隔离市电电源的作用。 二极管VD1-VD4其整流作用，将交流电转换为脉动直流电，所以称为整流元件。 整流电路的负载电阻RL，实现能量转换，将电能转换成其他形式的能量，如灯将电能转换成光能和热能。 项目11 电源电路制作与测试 （3）工作原理 桥式整流电路的工作原理,输入交流电为正半周时，二极管VD1、VD3加正向电压，VD1、VD3导通；二极管VD2、VD4加反向电压，VD2、VD4截止。电流经过A、VD1、RL、VD3、B形成闭合回路。在负载RL上形成上正下负的半波整流电压，输入交流电为负半周时，二极管VD2、VD4加正向电压，VD2、VD4导通；二极管VD1、VD3加反向电压，VD1、VD3截止。电流经过B、VD2、RL、VD4、A形成闭合回路。 项目11 电源电路制作与测试 同样在负载RL上形成上正下负的半波整流电压。如此重复下去，结果在RL上便得到全波整流电压。其波形图和全波整流波形图是一样的。从上图中还不难看出，桥式电路中每只二极管承受的反向电压等于变压器次级电压的最大值，比全波整流电路小一半。 （4）桥式整流电路的特点 输出电压脉动较小；每只整流二极管承受的最大反向电压较小；变压器的利用效率高。正因为桥式整流电路具有上述优点，所以应用十分广泛。 项目11 电源电路制作与测试 11.1.2 滤波电路分析 1.电容滤波电路分析 （1）电容滤波 利用电容器两端电压不能突变的特点，将电容器和负载电阻并联，以达到使输出波形平滑的目的。电容滤波电路如图11-5所示。 项目11 电源电路制作与测试 （2）工作原理 滤波电容容量大，因此一般采用电解电容，在接线时要注意电解电容的正、负极。电容滤波电路利用电容的充、放电作用，使输出电压趋于平滑。 整流电路的输出电压u0在向负载电阻Rl供电的同时，也给电容器C充电。当电容C的充电电压达到输入电压u2的最大 U2后，变压器二次电压u2开始下降，造成整流电路中的二极管截止，电容器开始向负载电阻Rl放电。 项目11 电源电路制作与测试 如果滤波电容C足够大，而负载Rl的电阻值又不太小的情况下，不但使输出电压的波形变平滑，而且使输出电压u0的平均值增大。 只要选择合适的电容器容量C和负载电阻Rl的阻值就可得到良好的滤波效果。如图11-6所示为电容滤波电路波形图，曲线3、2、1是对应不同容量滤波电容的曲线。负载Rl两端电压的平均值估算公式为 UO=1.2U2 电路特点：电容滤波电路负载不能过大，不能向负载提供较大的电流。 项目11 电源电路制作与测试 2.电感滤波电路分析 （1）电感滤波 利用流过电感线圈的电流不能突变的特点，将电感线圈与负载电阻串联，以达到使输出波形基本平滑的目的。电感滤波电路如图11-7所示。 项目11 电源电路制作与测试 （2）工作原理 当流过电感的电流变化时，电感线圈中产生的感生电动势将阻止电流的变化。当通过电感线圈的电流增大时，电感线圈产生的自感电动势与电流方向相反，阻止电流的增加，同时将一部分电能转化成磁场能存储于电感之中；当通过电感线圈的电流减小时，自感电动势与电流方向相同，阻止电流的减小，同时释放出存储的能量，以补偿电流的减小。因此经电感滤波后，不但负载电流及电压的脉动减小，波形变得平滑，而且整流二极管的导通角增大。 项目11 电源电路制作与测试 桥式整流电路电感滤波电路中，输出直流电压的平均值与桥式整流电路相同，即 UO=0.9U2 (3)电感滤波电路的特点 适用于负载电流要求较大且负载变化大的场合。 一般情况下，电感值L越大，滤波效果越好。但电感的体积和重量增加、成本上升，且输出电压会下降，所以滤波电路常取几亨到几十亨。 项目11 电源电路制作与测试 11.