日常生活中,电子产品在工作时都需要直流电源提供激励,而电池因使用成本较高,一般只用于低功耗便携式的仪器设备中。如下图 所示, 是直流电源的结构及稳压过程:

1). 电源变压器先将市电转变为较低的目标电压;
2). 整流电路是将交流电转为具有直流电成分的脉动直流电;
3). 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;
4). 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。
小功率整流滤波电路
单相桥式整流电路:
(1) 工作原理:


当正半周时二极管D1、D3导通,在负载电阻上得到正弦波的正半周;
当负半周时二极管D2、D4导通,在负载电阻上得到正弦波的负半周.
在负载电阻上正负半周经过合成,得到的是同一个方向的单向脉动电压。

(2) 负载上的直流电压和直流电流

输出电压是单相脉动电压。通常用它的平均值与直流电压等效。
输出平均电压为:

流过负载的平均电流为:

流过二极管的平均电流为:

二极管所承受的最大反向电压:

滤波电路
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。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。
电容滤波电路:
单相桥式电容滤波整流电路。在负载电阻上并联了一个滤波电容C。

(1)滤波原理:
若电路处于正半周,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,是正弦形。在刚过90°时,正弦曲线下降的速率很慢。所以刚过90°时二极管仍然导通。在超过90°后的某个点,正弦曲线下降的 速率越来越快,二极管关断。

所以,在t1到t2时刻,二极管导电,C充电,vC=vL按正弦规律变化;t2到t3时刻二极管关断,vC=vL按指数曲线下降,放电时间常数为RLC。<

本文详细解释了电子产品中直流电源的构成、整流滤波过程(包括单相桥式整流和电容电感滤波)、稳压电路的工作原理以及串联反馈式稳压电源的应用,还介绍了三端集成稳压器的不同类型和典型应用。
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