下载文档原格式
模块5直流稳压电源学习任务•了解桥式整流、电容滤波和稳压电路•掌握并联、串联型稳压电路的组成和工作原理•会安装、测试串联型稳压电源在工农业生产中，采用的电源主要是交流电。
但是在电子线路和自动控制装置中，常常还需要采用电压非常稳定的直流电源。
常见的直流电源有蓄电池和干电池，除此之外，目前还广泛地采用各种半导体直流电源。
电子设备中最常用的半导体直流电源是通过把交流电经过整流、滤波和稳压电路变换后而获得的。
如图5-1-1所示的就是半导体直流稳压电源的原理方框图。
图5-1-1半导体直流稳压电源的原理方框图1、电源变压器电源变压器的作用是将220V的交流电变成合适的交流电以后，再进行交、直流转换。
电网上单相交流电的电压有效值为220V，而通常电子电路中需要的直流电压要比此值低。
所以，要先利用变压器进行降压。
2、整流电路整流电路的作用是将经变压器降压后的交流电压变成单向脉动的直流电压。
常采用的元件为二极管，经整流电路输出的单向脉动的直流电压幅度变化较大，不能直接供给电子电路使用。
3、滤波电路滤波电路的作用是滤除整流后单向脉动电压中的交流成分，使之成为平滑的直流电压。
常采用的元件有电容和电感。
4、稳压电路稳压电路的作用是使输出电压不受电网电压的波动和负载大小的影响，维持输出直流电压的稳定。
滤波后输出的直流电具有较好的平滑程度，但是，此时的电压值还要受到电网电压波动、负载和温度变化的影响而不稳定。
为使输出电压稳定，还需要增加稳压电路部分。
下面将分别讨论各部分的组成、工作原理和性能。
5.1整流电路整流电路的主要有单相半波整流电路、单相全波整流电路和单相桥式整流电路。
其中，单相半波整流电路最简单，单相桥式整流电路最普遍。
5.1.1 单相半波整流电路 1、工作原理和输出波形单相半波整流电路如图5-1-2(a)所示，它由整流变压器、整流二极管VD 和要求直流供电的负载等效电阻L R 组成。
整流变压器，用来将市电220V 交流电压变换为整流电路所要求的交流低电压，同时保证直流电源与市电电源有良好的隔离。
并联型高频开关直流电源的系统设计关键字：开关电源 PWM 并联均流模块随着模块化电源系统的发展，开关电源并联技术的重要性日见重要。
这里介绍了一种新型并联型高频开关电源整流模块的系统设计方案。
其中，对开关电源的驱动电路、缓冲电路、控制电路及主要磁元件进行优化、设计。
控制电路以UC3525为核心，构成电流内环、电压外环的双环控制模式，实现系统稳压和限流。
并且通过小信号模型分析，对电压电流环的PI调节器进行设计。
近几年来，各式各样的开关电源以其小巧的体积、较高的功率密度和高效率越来越得到广泛的应用。
随着电力系统自动化程度的提高，特别是其保护装置的微机化，通讯装置的程控化，对电源的体积和效率的要求不断提高。
电源中磁性元件和散热器件成了提高功率密度的巨大障碍。
开关频率的提高可以使开关变换器（特别是变压器、电感等磁性元件以及电容）的体积、重量大为减小，从而提高变换器的功率密度。
另外，提高开关频率可以降低开关电源的音频噪声和改善动态响应。
但是由于开关管的通断控制与开关管上流过的电流和两端所加的电压无关，而早期的脉宽调制（PWM）开关电源工作在硬开关模式，在硬开关中功率开关管的开通或关断是在器件上的电压或电流不等于零的状态下强迫进行的，电路的开关损耗很大，开关频率越高，损耗越大，不但增加了热设计的难度而且大大降低了系统得可靠性，这使得PWM开关技术的高频化受到了许多的限制。
根据高频电力操作电源的设计要求，结合实际的经验和实验结果选择合适的开关器件，设计出稳定可靠、性能优越的控制电路、驱动电路、缓冲电路以及主要的磁性元器件。
对最大电流自动均流法的工作原理以及系统稳定性进行了较为深入的研究。
采用均流控制芯片UC3907设计了电源的均流控制电路，使模块单元具有可并联功能，可以实现多电源模块并联组成更大功率的电源系统。
1、系统原理的设计思想在设计大型的开关电源模块时，首先需要对系统有一个整体的规划，以便于设计整体结构及相应的辅助电源。
物理实验中心实验指导书整流、滤波与稳压电路ﻬ整流、滤波与稳压电路整流电路是将工频交流电转为具有直流电成分的脉动直流电.整流电路由整流器件组成。
滤波电路是将脉动直流中的交流成分滤除,减少交流成分，增加直流成分。
滤波电路直接接在整流电路后面，通常由电容器，电感器和电阻器按照一定的方式组合而成.作用是把脉动的直流电变为平滑的直流电供给负载.稳压电路对整流后的直流电压采用负反馈技术进一步稳定直流电压。
直流电源的方框图如图1所示。
滤波电路利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同，实现滤波。
电容器C对直流开路,对交流阻抗小，所以CL对直流阻抗小,对交流阻抗大，因此L 应与负载串联.经过滤波电路后,既可保留直流分量、又可滤掉一部分交流分量，改变了交直流成分的比例，减小了电路的脉动系数,改善了直流电压的质量。
一、实验目的1。
了解整流、滤波电路的作用．２。
进一步熟悉示波器的使用.3。
观察单相半波、单相桥式及单相桥式整流电容滤波电路的输入、输出电压波形。
二、实验原理为方便分析,把二极管当作理想器件,即认为它加上正向电压导通时电阻为零，加上反向电压截止时电阻为无穷大.电容器在电路中有储存和释放能量的作用,电源供给的电压升高时,它把部分能量储存起来,而当电源电压降低时,就把能量释放出来，从而减少脉动成分，使负载电压比较平滑。
1。
单相半波整流电路电路如图2所示。
设在输入交流电压正半周：A端为正、Ｂ端为负,二极管因承受正向电压而导通,电流I L通路是A-Ｖ1—RＬ－B。
忽略二极管正向压降时,输入电压全部加在负载R L上。
在输入交流电压负半周:B端为正、A端为负,二极管因承受反向电压而截止。
输入电压几乎全部降落在二极管V上，负载ＲＬ上电压基本为零。
图1 直流稳压电路方框图由图5可见，在交流电一个周期内,二极管半个周期导通半个周期截止，以后周期重复上述过程.2.单相桥式整流电路电路如图３所示。
设在输入交流电压正半周：A端为正、B端为负，即Ａ点电位高于B点电位。
开关电源电子元器件组成图解常见的计算机用电源的功能是将输入的交流市电(AC110V/220V)，经过隔离型交换式降压电路转换出各硬件所需的各种低压直流电：3.3V、5V、12V、-12V及提供计算机关闭时待命用的5V Standby(5VSB)。
所以电源内部同时具备了耐高压、大功率的组件以及处理低电压及控制信号的小功率组件。
电源转换流程为交流输入→EMI滤波电路→整流电路→功率因子修正电路(主动或是被动PFC)→功率级一次侧(高压侧)开关电路转换成脉流→主要变压器→功率级二次侧(低压侧)整流电路→电压调整电路(例如磁性放大电路或是DC-DC转换电路)→滤波(平滑输出涟波，由电感及电容组成)电路→电源管理电路监控输出。
以下从交流输入端EMI滤波电路常见的组件开始介绍。
交流电输入插座此为交流电从外部输入电源的第一道关卡，为了阻隔来自电力在线干扰，以及避免电源运作所产生的交换噪声经电力线往外散布干扰其它用电装置，都会于交流输入端安装一至二阶的EMI(电磁干扰)Filter(滤波器)，其功能就是一个低通滤波器，将交流电中所含高频的噪声旁路或是导向接地线，只让60Hz左右的波型通过。
上面照片中，中央为一体式EMI滤波器电源插座，滤波电路整个包于铁壳中，能更有效避免噪声外泄；右方的则是以小片电路板制作EMI滤波电路，通常使用于无足够深度安装一体式EMI滤波器的电源供应器，少了铁皮外壳多少会有噪声泄漏情形；而左边的插座上只加上Cx与Cy电容(稍后会介绍)，使用这类设计的电源，其EMI滤波电路通常需要做在主电路板上，若是主电路板上的EMI电路区空空如也，就代表该区组件被省略掉了。
目前使用12公分风扇的电源供应器内部空间都不太能塞下一体式EMI滤波器，所以大多采用照片左右两边的做法。
X电容(Cx，又称为跨接线路滤波电容)这是EMI滤波电路组成中，用来跨接火线(L)与中性线(N)间的电容，用途是消除来自电力线的低通常态噪声。
本章讨论的问题：1.如何将50Hz 、220V 的交流电压变为6V 的直流电压？2.220V的交流电压经整流后是否输出220V 的直流电压？3.将市场销售的6V 直流电源接到收音机上，为什么有的声音清晰，有的含有交流声？ 4.对于同样标称输出电压为6V 的直流电源，在未接收音机时，为什么测量输出端子的电压，有的为6V ，而有的为7－8V ？5.为什么有的直流电源在电网电压变化和负载变化时输出电压不变，而有的随之变化？6.一个5V 交流电压是否可能转换为6V 直流电压？一个3V 电池是否可以转换成为6V 的直流电压？7.对于一般直流电源，若不慎将输出端短路，则一定会使损坏吗？ 8.线性电源和开关型电源有和区别？它们分别应用在什么场合？10.1直流电源的组成及各部分的作用电子电路工作时都需要直流电源提供能量，电池因使用费用高,一般只用于低功耗便携式的仪器设备中。
本章讨论如何把交流电源变换为直流稳压电源。
一般直流电源由如下部分组成:整流电路是将工频交流电转换为脉动直流电。
滤波电路将脉动直流中的交流成分滤除，减少交流成分，增加直流成分。
稳压电路采用负反馈技术，对整流后的直流电压进一步进行稳定。
直流电源的方框图如图10.1所示。
图10.1.1整流滤波方框图10.2整流电路10.2.1整流电路的分析方法及其基本参数一、工作原理图 10.2.1单相半波整流电路tUωsin 22LR U 22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。
二、主要参数 1.输出电压平均值 U O(A V)输出电压平均值就是负载电阻上电压的平均值 2.负载电流的平均值3.脉动系数三、二极管的选择根据流过二极管电流的平均值和它所承受的最大反向电压来选择二极管的型号。
二极管的正向电流等于负载电流平均值二极管承受的最大反向电压等于变压器副边的峰值电压对于二极管最大整流平均电流I F 和最高反向工作电压U R 均应留10%的余地，以保证二极管安全工作。
