电源电路
电源电路通常由整流电路、滤波电路和稳压电路组成.
220V的交流电压先经变压器降压, 得到较低的交流电压, 交流低压再由整流电路转换成脉动直流电压, 该脉动直流电压的波动很大(即电压时大时小, 变化幅度很大), 它经滤波电路平滑后波动变小, 然后经稳压电路进一步稳压, 得到稳定的直流电压, 供给其他电路作为直流电源.
整流电路
整流电路的功能是将交流电转换成直流电, 整流电路主要有半波整
流电路、全波整流电路和桥式整流电路等.
半波整流电路
半波整流电路采用一个二极管将交流电转换成直流电, 它只能利用到交流电的半个周期, 故称为半波整流.
multisim仿真
半波整流电路只能在交流电压半个周期内导通, 在另半个周期内不能导通, 即半波整流电路只能利用半个周期的交流电压.
半波整流电路结构简单, 使用元器件少, 但整流输出的直流电压波动大, 另外由于整流时只利用了交流电压的半个周期(半波), 故效率很低, 因此半波整流电路常用在对效率和电压稳定性要求不高的小功率电子设备中.
全波整流电路
全波整流电路采用两个二极管将交流电转换成直流电, 由于它可以
利用交流电的正、负半周, 所以称为全波整流.
图中的变压器是带中心抽头变压器, 无论哪个二极管流过来, 最后都会流向中心抽头, 因此, 中心抽头被定义为电位零点.
multisim仿真
全波整流能利用到交流电压的正、负半周, 效率大大提高, 达到半波整流的两倍.
全波整流电路的输出直流电压脉动小, 整流二极管通过的电流小,
但由于两个整流二极管轮流导通, 变压器始终只有半个二次绕组作, 变压器利用率低, 从而使输出电压低、输出电流小.
仿真结果
变压器中的小黑点代表同名端, 在全波整流中, 两个副边绕组相对于中心抽头的相位应该是相反的.
桥式整流电路
桥式整流电路采用4个二极管将交流电转换成直流电, 由于4个二极管在电路中的连接与电桥相似, 故称为桥式整流电路.
multisim仿真
桥式整流电路在交流电压整个周期内都能导通, 即桥式整流电路能利用整个周期的交流电压.
桥式整流电路输出的直流电压脉动小, 由于能利用到交流电压的正、负半周, 故整流效率高, 正因为有这些优点, 故大多数电子设备的电源电路都采用桥式整流电路.
滤波电路
整流电路能将交流电转变为直流电, 但由于交流电压大小时刻在变
化, 故整流后流过负载的电流大小也时刻变化.
为了让流过负载的电流大小稳定不变或变化尽量小, 需要在整流电路后加上滤波电路.
常见的滤波电路有电容滤波电路、电感滤波电路和复合滤波电路等.
电容滤波电路
multisim仿真
电容使整流电路输出电压波动变小的功能称为滤波, 电容滤波的实质是在输入电压高时通过充电将电能存储起来, 而在输入电压较低时通过放电将电能释放出来, 从而保证负载得到波动较小的电压.
电容能使整流输出电压波动变小, 电容的容量越大, 其两端的电压波动越小, 即电容容量越大, 滤波效果越好.
电感滤波电路
当输入电压高使输入电流大时, 电感产生电动势对电流进行阻碍, 避免流过负载的电流过大;
而当输入电压低使输入电流小时, 电感又产生反电动势, 反电动势产生的电流与变小的整流电
流一起流过负载，避免流过负载的电流减小，这样就使得流过负载的电流大小波动较小;
电感滤波的效果与电感的电感量有关, 电感量越大, 流过负载的电流波动越小, 滤波效果越好.
复合滤波电路
单独的电容滤波或电感滤波效果往往不理想, 因此可将电容、电感和电阻组合起来构成复合滤波电路, 复合滤波电路的滤波效果比好.
LC滤波电路
LC滤波电路带负载能力很强, 即使负载变化时, 输出的电压也比较稳定.
另外, 电容接在电感之后, 在刚接通电源时, 电感会对突然流过的浪涌电流产生阻碍, 从而减小浪涌电流对整流二极管的冲击.
LC-π滤波电路
LC-π滤波电路的滤波效果要好于LC滤波电路, 但它带负载能力较
差.
电容C1接在电感之前, 在刚接通电源时, 变压器二次绕组通过整流二极管对C1充电的浪涌电流很大l, 为了缩短浪涌电流的持续时间，一般要求C1的容量小于C2的容量.
RC-π滤波电路
RC-π滤波电路成本低、体积小, 但电流在经过电阻时有电压降和损耗, 会导致输出电压下降, 所以这种滤波电路主要用在负载电流不大的电路中, 另外要求R的阻值不能太大, 一般为几十欧至几百欧, 且满足R<<RL.
稳压电路
为了保证在市电电压大小发生变化时, 提供给负载的直流电压始终保持稳定, 还需要在整流、滤波电路之后增加稳压电路.
简单稳压电路
如果输入电压升高, 当稳压二极管击穿后, 稳压二极管两端电压保持不变.
如果输入电压降低, 只要电压大于稳压二极管的稳压值, 稳压二极管就仍处于反向导通状态, 稳压二极管两端电压仍然保持不变.
要让稳压二极管在电路中起稳压作用, 需满足以下条件:
- 稳压二极管在电路中反接, 正极接低电位, 负极接高电位;
- 加到稳压二极管两端的电压不能小于它的击穿电压.
串联型稳压电路
串联型稳压电路由三极管和稳压二极管等元器件组成, 由于电路中的三极管与负载是串联关系, 所以称为串联型稳压电路.
简单的串联型稳压电路
常用的串联型稳压电路
