一、整流與濾波電路
整流電路的任務(wù)是利用二極管的單向?qū)щ娦?,把正、?fù)交變的50Hz電網(wǎng)電壓變成單方向脈動的直流電壓。
整流電路只是將交流電變換為單方向的脈動電壓和電流,由于后者含有較大的交流成分,通常還需在整流電路的輸出端接入濾波電路,以濾除交流分量,從而得到平滑的直流電壓。
由波形可知:
1.開關(guān)S打開時,電容兩端電壓為變壓器付邊的最大值 。
2 .開關(guān)S閉合,即為電容濾波電阻負(fù)載,當(dāng)變壓器付邊電壓大于電容上電壓時 ,電容充電,輸出電壓升高,當(dāng) 時電容放電,輸出下降。如此充電快,放電慢的不斷反復(fù),在負(fù)載上將得到比較平滑的輸出電壓。當(dāng)負(fù)載電阻越大時,放電越慢,紋波電壓越小,負(fù)載電阻小時,放電快,紋波大,而且輸出電壓低。
為此有三種情況下的輸出電壓估算值:
1)電容濾波,負(fù)載開路時 。
2)無電容濾波,電阻負(fù)載時,輸出電壓平均值為: 。
3)電容濾波,電阻負(fù)載時通常用下式進(jìn)行估算 ,通常按 估算。
為確保二極管安全工作,要求:不同電子設(shè)備要求其電源電壓的平滑程度不同,為此可采用不同的濾波電路。常見的有電容濾波、電感濾波和復(fù)式濾波電路(兩個或兩個以上濾波元件組成)。
二、線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電路
整流濾波后的電壓是不穩(wěn)壓的,在電網(wǎng)電壓或負(fù)載變化時,該電壓都會產(chǎn)生變化,而且紋波電壓又大。所以,整流濾波后,還須經(jīng)過穩(wěn)壓電路,才能使輸出電壓在一定的范圍內(nèi)穩(wěn)定不變。
1、穩(wěn)壓電路(電源)的主要性能指標(biāo)
輸出的穩(wěn)定電壓值Vo,最大輸出電流Imax,輸出紋波電壓V~,穩(wěn)壓系數(shù)(電壓調(diào)整率) , 該值越小,穩(wěn)定性越好 。
輸出電阻(內(nèi)阻) , ,內(nèi)阻越小越好。
2、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的基本結(jié)構(gòu)基本思路:
串聯(lián)型:
當(dāng)輸入電壓(VI)改變時,能自動調(diào)節(jié)(VCE)電壓的大小,使輸出電壓(Vo)保持恒定。例如:VI↑→Vo↑→經(jīng)取樣和放大電路后→IB↓→VCE↑→Vo↓
串聯(lián)型穩(wěn)壓電路基本結(jié)構(gòu):
VI是整流濾波后的電壓,T為調(diào)整管,A為比較放大電路,VREF為基準(zhǔn)電壓,它由穩(wěn)壓管Dz與限流電阻R構(gòu)成。R1與R2組成反饋網(wǎng)絡(luò),是用來反映輸出電壓變化的取樣環(huán)節(jié)。
電路也可以改畫成以下形式,以便看圖方便。
如把串聯(lián)穩(wěn)壓電路看作反饋放大器(輸入為VI,輸出為Vo),則這種電路屬于電壓串聯(lián)負(fù)反饋 。
在深度負(fù)反饋條件下 ,, 。
這種穩(wěn)壓電路的主回路由調(diào)整管T與負(fù)載相串聯(lián)構(gòu)成,且T工作在線性狀態(tài),故稱為線性串聯(lián)式穩(wěn)壓電路。
輸出電壓Vo=VI-VCE,其變化量由反饋網(wǎng)絡(luò)取樣,并經(jīng)放大電路(A)放大后去控制調(diào)整管T的基極電壓,從而改變調(diào)整管T的VCE大小。
當(dāng)輸入電壓VI增加(或負(fù)載電流Io減小)時,導(dǎo)致輸出電壓Vo增加,隨之反饋電壓VF=R2Vo/(R1+R2)=FvVo也增加(Fv為反饋系數(shù))。VF與基準(zhǔn)電壓VREF相比較,其差值電壓經(jīng)比較放大電路放大后使調(diào)整管的VB和IC減小,于是調(diào)整管T的c-e間電壓VCE增大,使Vo下降,從而維持Vo基本恒定。顯然,這是電壓負(fù)反饋電路基本性能。