電子電工技術(shù)7-2

電工電子技術(shù)

教學(xué)課件

(模塊7整流、濾波及穩(wěn)壓電路)

丁衛(wèi)民編單元2濾波電路濾波：利用電容或電感的儲能特性，對脈動電壓或電流進行補償，以降低它的脈動程度。

一、電容濾波1、電路組成單相半波整流電容濾波電路如圖：圖中，濾波電容C與負載電阻RL相并聯(lián)2.工作原理由于電容器的濾波作用，輸出電壓的波形如圖。曲線表明：

設(shè)起始時電容器兩端電壓為零。當(dāng)u2由零進入正半周時，二極管導(dǎo)通，電容C被充電，其兩端電壓uC將隨u2的上升而逐漸增大，直至達到u2的最大值。在此期間，電源經(jīng)二極管向負載提供電流。

當(dāng)u2從最大值開始下降時，由于電容器兩端電壓不會突變，此時，u2＜uC，二極管則因反向偏置而提前截止，電容器通過RL放電為負載提供電流，通過負載的電流方向與二極管導(dǎo)通時的電流方向相同。在RL和C足夠大的情況下，放電過程持續(xù)時間較長，直至交流電壓u2正向上升至u2＞uC時，二極管再次導(dǎo)通，重復(fù)上述過程。顯然，由于二極管的正向?qū)娮韬苄?，?dāng)濾波電容和負載電阻較大時，電容充電很快，電容器放電較慢，輸出電壓的脈動程度減小，其平均值也可得到提高。

濾波電容一般在幾百微法以上，電容愈大，濾波效果愈好。為了獲得比較平滑的直流電壓，半波整流可按RLC≥（3－5）T來選擇濾波電容，式中T為交流電的周期。

電容濾波輸出電壓的大小與負載有關(guān)?？蛰d時（RL→∞），電容沒有放電回路，其輸出直流電壓為交流輸入電壓的1．4倍。接入負載后，輸出電壓約等于U2。若負載電阻RL愈小，則電容器放電加快，輸出電壓愈低。二、電感濾波1、電路組成單相橋式整流電感濾波電路如圖：圖中，電感L與負載電阻RL串聯(lián)。2.工作原理電感濾波是利用通過電感的電流不能突變的特性來實現(xiàn)濾波。當(dāng)電感電路電流增大時，電感產(chǎn)生的自感電動勢阻止電流的增加；而電流減小時，自感電動勢則阻止電流的減小。因此，當(dāng)脈動電流從電感線圈中通過時，將會變得平滑些。不僅如此，當(dāng)負載變化引起輸出電流變化時，電感線圈也能抑制負載電流的變化。顯然，L愈大，濾波效果愈好。三、復(fù)式濾波器為了提高濾波效果，可用電容和電感組成復(fù)式濾波器。1.Γ型濾波器同時利用電感阻止交流分量和電容旁路交流分量的特性，所以濾波效果較好。又因電感線圈電流不能突變，所以在接通電路瞬間沖擊電流較小。2.Π型濾波器由于再并聯(lián)一個電容器，所以濾波性能更好一些，因此在許多電子設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。3.Π型RC濾波器對于負載電流較小和負載比較穩(wěn)定的場合，為了簡單經(jīng)濟，可用適當(dāng)?shù)碾娮鑂代替電感L組成Π型RC濾波器。四、有源濾波如圖，負載接在晶體管的發(fā)射極上，R是基極偏置電阻，又與電容C組成RC濾波電路。濾波在基極回路進行，輸入電壓Ui首先經(jīng)過RC濾波，使基極電位的脈動程度降低，這樣，射極輸出電壓即負載獲得的電壓就比較平滑，從而達到濾波目的。單元3穩(wěn)壓電路經(jīng)過整流濾波后，所得到的直流電壓仍然受電網(wǎng)電壓波動或負載變化的影響，會隨之發(fā)生變化。為使其基本保持恒定，在整流濾波之后，再加一級直流穩(wěn)壓電路。一、穩(wěn)壓管并聯(lián)型穩(wěn)壓電路圖中，穩(wěn)壓管VS與負載RL并聯(lián)，R為限流電阻，用以保護穩(wěn)壓管，同時又與穩(wěn)壓管相配合對輸出電壓進行調(diào)節(jié)并使之穩(wěn)定。穩(wěn)壓電路的輸入電壓Ui是由整流濾波電路提供的直流電壓，而輸出電壓Uo即穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ。穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓過程可概括如下：為使穩(wěn)壓電路正常工作，輸入電壓Ui必須高于穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ。穩(wěn)壓管的工作電流也必須在最大穩(wěn)定電流與最小穩(wěn)定電流之間。因此，必須適當(dāng)選擇限流電阻R的阻值。二、晶體管串聯(lián)型穩(wěn)壓電路1.電路結(jié)構(gòu)框圖和電路其中R1、RP、R2組成的分壓器是取樣電路，從輸出端取出部分電壓UB2作為取樣電壓加至晶體管T2的基極。穩(wěn)壓管VS以其穩(wěn)定電壓UZ作為基準電壓，加在晶體管VT2的發(fā)射極上。R3是穩(wěn)壓管的限流電阻。晶體管VT2組成比較放大電路，它將取樣電壓UB2與基準電壓UZ加以比較和放大，再去控制晶體管VT1的基極電位。輸入電壓Ui加在晶體管VT1與負載RL相串聯(lián)的電路上，因此，改變T1集射極間的電壓降UCE1，便可調(diào)節(jié)RL兩端的電壓Uo。也就是說，穩(wěn)壓電路的輸出電壓UO可以通過晶體管VT1加以調(diào)節(jié)，所以VT1稱為調(diào)整管。電阻R4是VT1的基極偏置電阻，也是T2的集電極負載電阻。2.工作原理（穩(wěn)壓過程）三、集成穩(wěn)壓器1、三端電壓固定式集成穩(wěn)壓器（1）組成與外形三端電壓固定式集成穩(wěn)壓器只引出三個接線端—輸入端、輸出端和輸入、輸出的公共端。組成穩(wěn)壓電路的所有元件都集成在一塊芯片上，工作時不用外接任何附加元件，使用安裝也和三極管一樣方便。（2）

應(yīng)用電路接線圖a)固定正電壓輸出電路電容C1用于減小輸入電壓的脈動，C2為了削弱電路的高頻噪聲。b)固定負電壓輸出電路C)同時輸出兩組正、負固定電壓的電路使用三端電壓固定式集成穩(wěn)壓器，應(yīng)注意區(qū)