第二十九讲 滤波电路和稳压管稳压电路
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a.当输入电IZmin，由此计算出来稳压电阻的最大值，实际选用的稳压电阻应小于最大值。即
b.当输入电压最大，负载电流最小时，流过稳压二极管的电流最大。此时IZ不应超过IZmax，由此可计算出来稳压电阻的最小值。即
稳压二极管在使用时，一定要串入限流电阻，不能使它的功耗超过规定值，否则会造成损坏！
2）电容滤波电路参数的计算
电容滤波电路的计算比较麻烦，因为决定输出电压的因素较多。工程上有详细的曲线可供查阅，一般常采用以下近似估算法：
一种是用锯齿波近似表示，即
另一种是在RLC=（35） 的条件下，近似认为VO=1.2V2。
3）外特性
整流滤波电路中，输出直流电压VO随负载电流IO的变化关系曲线如图
图电容滤波电路
1）滤波原理
若v2处于正半周，二极管D1、D3导通，变压器次端电压v2给电容器C充电。此时C相当于并联在v2上，所以输出波形同v2，是正弦波。
当v2到达t=/2时，开始下降。先假设二极管关断，电容C就要以指数规律向负载ＲL放电。指数放电起始点的放电速率很大。在刚过t=/2时，正弦曲线下降的速率很慢。所以刚过t=/2时二极管仍然导通。在超过t=/2后的某个点，正弦曲线下降的速率越来越快，当刚超过指数曲线起始放电速率时，二极管关断。所以在t2到t3时刻，二极管导电，Ｃ充电，Vi=Vo按正弦规律变化；t1到t2时刻二极管关断，Vi=Vo按指数曲线下降，放电时间常数为RLC。
名称
VO(空载)
VO(带载)
二极管反向最大电压
每管平均电流
半波整流
IO
全波整流、电容滤波
1.2V2*
0.5IO
桥式整流、电容滤波
1.2V2*
0.5IO
桥式整流、电感滤波
0.9V2
0.5IO
3、电感滤波电路
利用储能元件电感器Ｌ的电流不能突变的性质，把电感Ｌ与整流电路的负载ＲL相串联，也可以起到滤波的作用。
负载电流的变化会在整流电源的内阻上产生电压降，从而使输入电压发生变化。
即
图稳压电源方框图
5、硅稳压二极管稳压电路
1）稳压二极管稳压电路的原理
硅稳压二极管稳压电路的电路图如图9.17所示。它是利用稳压二极管的反向击穿特性稳压的，由于反向特性陡直，较大的电流变化，只会引起较小的电压变化。
a.输入电压变化时如何稳压
桥式整流电感滤波电路和电感滤波的波形图如图所示。当v2正半周时，D1、D3导电，电感中的电流将滞后v2。当负半周时，电感中的电流将更换经由D2、D4提供。因桥式电路的对称性和电感中电流的连续性，四个二极管D1、D3；D2、D4的导电角都是180°。
图电感滤波电路的波形图
4、引起输出电压不稳定的原因
引起输出电压变化的原因是负载电流的变化和输入电压的变化，见下图。
教学内容:
1、滤波的基本概念
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C应该并联在负载两端。电感器L对直流阻抗小，对交流阻抗大，因此L应与负载串联。
2、电容滤波电路
现以单相桥式整流电容滤波电路为例来说明。电容滤波电路如图所示，在负载电阻上并联了一个滤波电容C。
根据电路图可知
输入电压VI的增加，必然引起VO的增加，即VZ增加，从而使IZ增加，IR增加，使VR增加，从而使输出电压VO减小。这一稳压过程可概括如下：
VI↑→VO↑→VZ↑→IZ↑→IR↑→VR↑→VO↓
这里VO减小应理解为，由于输入电压VI的增加，在稳压二极管的调节下，使VO的增加没有那么大而已。VO还是要增加一点的，这是一个有差调节系统。
题目
第二十九讲滤波电路和稳压管稳压电路
课时数
2
教学场地
多媒体教室
教学重点：
1、电容滤波电路的原理和参数计算；
2、电感滤波电路的原理和参数计算；
3、硅稳压二极管稳压的基本原理、电路特点及其稳压电阻的计算。
教学难点：
电容滤波和电感滤波电路的原理和波形分析。
教学组织过程：
本讲以讲授为主，介绍直流稳压电源的组成及各部分的作用，分析稳压管稳压电路的工作原理，强调对输出电压及电流的平均值如何估算。
b负载电流变化时如何稳压
负载电流IO的增加，必然引起IR的增加，即VR增加，从而使VZ=VO减小，IZ减小。IZ的减小必然使IR减小，VR减小，从而使输出电压=VO增加。这一稳压过程可概括如下：
IO↑→IR↑→VR↑→VZ↓（VO↓）→IZ↓→IR↓→VR↓→VO↑
2)、稳压电阻的计算
稳压二极管稳压电路的稳压性能与稳压二极管击穿特性的动态电阻有关，与稳压电阻R的阻值大小有关。稳压二极管的动态电阻越小，稳压电阻R越大，稳压性能越好。
b.当输入电压最大，负载电流最小时，流过稳压二极管的电流最大。此时IZ不应超过IZmax，由此可计算出来稳压电阻的最小值。即
稳压二极管在使用时，一定要串入限流电阻，不能使它的功耗超过规定值，否则会造成损坏！
2）电容滤波电路参数的计算
电容滤波电路的计算比较麻烦，因为决定输出电压的因素较多。工程上有详细的曲线可供查阅，一般常采用以下近似估算法：
一种是用锯齿波近似表示，即
另一种是在RLC=（35） 的条件下，近似认为VO=1.2V2。
3）外特性
整流滤波电路中，输出直流电压VO随负载电流IO的变化关系曲线如图
图电容滤波电路
1）滤波原理
若v2处于正半周，二极管D1、D3导通，变压器次端电压v2给电容器C充电。此时C相当于并联在v2上，所以输出波形同v2，是正弦波。
当v2到达t=/2时，开始下降。先假设二极管关断，电容C就要以指数规律向负载ＲL放电。指数放电起始点的放电速率很大。在刚过t=/2时，正弦曲线下降的速率很慢。所以刚过t=/2时二极管仍然导通。在超过t=/2后的某个点，正弦曲线下降的速率越来越快，当刚超过指数曲线起始放电速率时，二极管关断。所以在t2到t3时刻，二极管导电，Ｃ充电，Vi=Vo按正弦规律变化；t1到t2时刻二极管关断，Vi=Vo按指数曲线下降，放电时间常数为RLC。
名称
VO(空载)
VO(带载)
二极管反向最大电压
每管平均电流
半波整流
IO
全波整流、电容滤波
1.2V2*
0.5IO
桥式整流、电容滤波
1.2V2*
0.5IO
桥式整流、电感滤波
0.9V2
0.5IO
3、电感滤波电路
利用储能元件电感器Ｌ的电流不能突变的性质，把电感Ｌ与整流电路的负载ＲL相串联，也可以起到滤波的作用。
负载电流的变化会在整流电源的内阻上产生电压降，从而使输入电压发生变化。
即
图稳压电源方框图
5、硅稳压二极管稳压电路
1）稳压二极管稳压电路的原理
硅稳压二极管稳压电路的电路图如图9.17所示。它是利用稳压二极管的反向击穿特性稳压的，由于反向特性陡直，较大的电流变化，只会引起较小的电压变化。
a.输入电压变化时如何稳压
桥式整流电感滤波电路和电感滤波的波形图如图所示。当v2正半周时，D1、D3导电，电感中的电流将滞后v2。当负半周时，电感中的电流将更换经由D2、D4提供。因桥式电路的对称性和电感中电流的连续性，四个二极管D1、D3；D2、D4的导电角都是180°。
图电感滤波电路的波形图
4、引起输出电压不稳定的原因
引起输出电压变化的原因是负载电流的变化和输入电压的变化，见下图。
教学内容:
1、滤波的基本概念
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C应该并联在负载两端。电感器L对直流阻抗小，对交流阻抗大，因此L应与负载串联。
2、电容滤波电路
现以单相桥式整流电容滤波电路为例来说明。电容滤波电路如图所示，在负载电阻上并联了一个滤波电容C。
根据电路图可知
输入电压VI的增加，必然引起VO的增加，即VZ增加，从而使IZ增加，IR增加，使VR增加，从而使输出电压VO减小。这一稳压过程可概括如下：
VI↑→VO↑→VZ↑→IZ↑→IR↑→VR↑→VO↓
这里VO减小应理解为，由于输入电压VI的增加，在稳压二极管的调节下，使VO的增加没有那么大而已。VO还是要增加一点的，这是一个有差调节系统。
题目
第二十九讲滤波电路和稳压管稳压电路
课时数
2
教学场地
多媒体教室
教学重点：
1、电容滤波电路的原理和参数计算；
2、电感滤波电路的原理和参数计算；
3、硅稳压二极管稳压的基本原理、电路特点及其稳压电阻的计算。
教学难点：
电容滤波和电感滤波电路的原理和波形分析。
教学组织过程：
本讲以讲授为主，介绍直流稳压电源的组成及各部分的作用，分析稳压管稳压电路的工作原理，强调对输出电压及电流的平均值如何估算。
b负载电流变化时如何稳压
负载电流IO的增加，必然引起IR的增加，即VR增加，从而使VZ=VO减小，IZ减小。IZ的减小必然使IR减小，VR减小，从而使输出电压=VO增加。这一稳压过程可概括如下：
IO↑→IR↑→VR↑→VZ↓（VO↓）→IZ↓→IR↓→VR↓→VO↑
2)、稳压电阻的计算
稳压二极管稳压电路的稳压性能与稳压二极管击穿特性的动态电阻有关，与稳压电阻R的阻值大小有关。稳压二极管的动态电阻越小，稳压电阻R越大，稳压性能越好。
