2021年408统考稳压电源电路详解：桥式整流与滤波技术

稳压电源制作电路是一种基础且实用的模拟电路技术，适用于需要稳定直流电压的应用场景，如电子设备和工业控制系统。本电路设计针对2021年408统考大纲，特别关注输入交流电压为220V，电流0.5A，输出电压包括固定5V和可调范围1.5V至30V的两个部分。 首先，电路的核心组成部分是桥式整流电路。二极管利用其单向导电性，即PN结在正向电压时导通，反向电压时截止，来实现电压的转换。理想开关模型描绘了二极管在正向偏置时近乎无压降的理想工作状态，而在反向偏置时阻抗极大，电流几乎为零。实际应用中，采用恒压降模型，考虑到硅管（0.7V）和锗管（0.5V）的管压降，这有助于计算出实际工作电流Io。 在桥式整流过程中，电流按照正弦波形的半个周期流动。当交流电压u2为正半周期时，Vd1和Vd2导通，Vd3和Vd4截止，负载电流沿电路向下流过，负载电压等于u2的正半周期电压。相反，在负半周期，二极管角色反转，电流同样按半个周期交替流动。 接下来，电源滤波器在电路中起着至关重要的作用。通过在负载R_L并联一个大容量电容器，可以平滑输出电压，避免因电源波动导致的瞬态电压变化，从而实现滤波。电容器的充电过程受充电时间常数τ充影响，由电阻Ri、负载R_L和电容C共同决定。 掌握这20个基本模拟电路对于不同层次的工程师至关重要。初级阶段主要是记忆电路功能，中级阶段则要求理解元器件作用及其故障影响、信号流向和参数测量，以及基本故障处理。高级阶段则进一步深化到定量计算，如阻抗分析、信号与参数的关系，以及元器件选择的依据，这些技能将助力于成长为电子产品和工业控制设备的维修、维护和设计专家。 稳压电源制作电路的学习不仅是理论知识的积累，更是实践技能的提升，对于从事电子和自动控制领域的人来说，这是必不可少的基础技能。