chapter18 直流稳压电源.ppt
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1、下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页第第18章章 直流稳压电源直流稳压电源18.2 18.2 滤波器滤波器滤波器滤波器18.3 18.3 直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源18.1 18.1 整流电路整流电路整流电路整流电路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页本章要求:本章要求:本章要求:本章要求:1.1.理解单相整流电路和滤波电路的工作原理及理解单相整流电路和滤波电路的工作原理及理解单相整流电路和滤波电路的工作原理及理解单相整流电路和滤波电路的工作原理及 参数的计算参数的计算参数的计算参数的计算;2.2.了解稳压管稳压电路和串联型稳压
2、电路的工作了解稳压管稳压电路和串联型稳压电路的工作了解稳压管稳压电路和串联型稳压电路的工作了解稳压管稳压电路和串联型稳压电路的工作 原理原理原理原理;3.3.了解集成稳压电路的性能及应用。了解集成稳压电路的性能及应用。了解集成稳压电路的性能及应用。了解集成稳压电路的性能及应用。第第18章章 直流稳压电源直流稳压电源下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页第第18章章直流稳压电源直流稳压电源小功率直流稳压电源的组成小功率直流稳压电源的组成小功率直流稳压电源的组成小功率直流稳压电源的组成功能:功能:把交流电压变成稳定的大小合适把交流电压变成稳定的大小合适 的直流电压的直流电压u4
3、uou3u2u1交流电源交流电源交流电源交流电源负载负载负载负载变压变压变压变压整流整流整流整流滤波滤波滤波滤波稳压稳压稳压稳压下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页18.1 整流电路整流电路整流电路的作用整流电路的作用整流电路的作用整流电路的作用:将交流电压转变为脉动的直流电压。将交流电压转变为脉动的直流电压。常见的整流电路:常见的整流电路:常见的整流电路:常见的整流电路:半波、全波、桥式和倍压整流;单相和三相整流半波、全波、桥式和倍压整流;单相和三相整流等。等。分析时可把二极管当作理想元件处理:分析时可把二极管当作理想元件处理:分析时可把二极管当作理想元件处理:分析时可
4、把二极管当作理想元件处理:二极管的正向导通电阻为零,反向电阻为无穷大。二极管的正向导通电阻为零,反向电阻为无穷大。整流原理:整流原理:整流原理:整流原理:利用二极管的单向导电性利用二极管的单向导电性下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页uDO18.1.1 单相半波整流电路单相半波整流电路2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理 u u 正半周,正半周,正半周,正半周,V Va aVVb b,二极管二极管二极管二极管D D导通;导通;导通;导通;3.3.工作波形工作波形工作波形工作波形 u 负半周,负半周,VaVVb b,二二二二极管极管极管极管 D D1 1、D D3 3
5、导通,导通,导通,导通,D D2 2、D D4 4 截止截止截止截止 。3.3.工作波形工作波形工作波形工作波形uD2uD41.1.电路结构电路结构电路结构电路结构 uD t tRLuiouo1234ab+动画动画u下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页+u2负半周时:负半周时:D2、D4 导通导通,D1、D3截止截止u2下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页整流电压平均值:整流电压平均值:UO=20.45U0.9U整流电流平均值整流电流平均值:IO=UO/RL=0.9 U/RL 流过二极管的平均电流:流过二极管的平均电流:ID=IO/2=0.45 U/
6、RL u24.主要参数:主要参数:二极管承受的最大反向电压:二极管承受的最大反向电压:URM=2U下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页单相桥式整流电路的简化画法单相桥式整流电路的简化画法单相桥式整流电路的简化画法单相桥式整流电路的简化画法+uo RLio+u 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例例1:单相桥式整流电路,已知交流电网电压为单相桥式整流电路,已知交流电网电压为 220 V,负载电阻负载电阻 RL=50,负载电压负载电压Uo=100V,试求变压器的变比和容量,并选择二极管。试求变压器的变比和容量,并选择二极管。I=Io/0.9=2 1.1
7、1=2.2 A 变压器副边电流有效值变压器副边电流有效值变压器副边电流有效值变压器副边电流有效值变压器容量变压器容量变压器容量变压器容量 S=U I=122 2.2=268.4 V A变压器副边电压变压器副边电压 U=1.1Uo/0.9 122 V 可选用二极管可选用二极管2CZ55E,其最大整流电流为,其最大整流电流为1A,反向工作峰值电压为反向工作峰值电压为300V。解:解:解:解:二极管二极管反向工作峰值电压反向工作峰值电压下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例例例例2 2 2 2:试分析图示桥式整流电路中的二极管试分析图示桥式整流电路中的二极管试分析图示桥式整流电
8、路中的二极管试分析图示桥式整流电路中的二极管D D2 2 或或或或D D4 4 断断断断开时负载电压的波形。开时负载电压的波形。开时负载电压的波形。开时负载电压的波形。如果如果如果如果D D2 2 或或或或D D4 4 接反,后果如何?接反,后果如何?接反,后果如何?接反,后果如何?如果如果如果如果D D2 2 或或或或D D4 4因击穿或烧坏而短路,后果又如何?因击穿或烧坏而短路,后果又如何?因击穿或烧坏而短路,后果又如何?因击穿或烧坏而短路,后果又如何?uo+_u+_RLD2D4 D1D3解:解:解:解:当当D2或或D4断开后断开后 电路为单相半波整流电路。正半周时,电路为单相半波整流电路
9、。正半周时,D1和和D3导导通,负载中有电流通,负载中有电流过,负载电压过,负载电压uo o=u;负半周时,负半周时,D1和和D3截止,负载中无电流通截止,负载中无电流通过,负载两端无电压,过,负载两端无电压,uo o =0=0。uo u 2 34twtw234oo下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 如果如果如果如果D D2 2或或或或D D4 4接反接反接反接反 则正半周时,二极管则正半周时,二极管D1、D3、D4或或D2导通,电导通,电流经流经D1、D3、D4或或D2而造成电源短路,电流很大,而造成电源短路,电流很大,因此变压器及因此变压器及D1、D3、D4或或D2
10、将被烧坏。将被烧坏。如果如果如果如果D D2 2或或或或D D4 4因击穿烧坏而短路因击穿烧坏而短路因击穿烧坏而短路因击穿烧坏而短路 则正半周时,情况与则正半周时,情况与D2或或D4接反类似,电源及接反类似,电源及D1或或D3也将因电流过大而烧坏。也将因电流过大而烧坏。uo+_u+_RLD2D4 D1 D3下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页18.2 滤波器滤波器 交流电压经整流电路整流后输出的是交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流脉动直流,其中既有其中既有直流成份直流成份又有又有交流成份交流成份。滤波原理:滤波原理:滤波原理:滤波原理:滤波电路利用储能元件电容两端的
11、电滤波电路利用储能元件电容两端的电压压(或通过电感中的电流或通过电感中的电流)不能突变的特性不能突变的特性,滤掉滤掉整整流电路输出电压中的流电路输出电压中的交流交流成份,成份,保留保留其其直流直流成份,成份,达到平滑输出电压波形的目的。达到平滑输出电压波形的目的。方法方法方法方法:将将电容与负载电容与负载RL并联并联(或将或将电感与负载电感与负载RL串串联联)。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 18.2.1 电容滤波器电容滤波器 1.1.电路结构电路结构电路结构电路结构2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理 u uC时时,二极管导通,二极管导通,电源在给负载电源在给
12、负载RL供电的供电的同时也给电容充电,同时也给电容充电,uC 增加,增加,uo=uC。u u u uC时时时时,二极管截止,电容通过负载,二极管截止,电容通过负载,二极管截止,电容通过负载,二极管截止,电容通过负载R RL L 放电,放电,放电,放电,u uC C按指数规律下降,按指数规律下降,按指数规律下降,按指数规律下降,u uo o=u uC 。+Cici +aDuoubRLio=uC 3.3.工作波形工作波形工作波形工作波形二极管承受的最高反向电压为二极管承受的最高反向电压为 。动画动画u tO tO下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.4.电容滤波电路的特点电
13、容滤波电路的特点电容滤波电路的特点电容滤波电路的特点(T T 电源电压的周期电源电压的周期电源电压的周期电源电压的周期)(1)(1)输出电压的脉动程度与平均值输出电压的脉动程度与平均值Uo与放电时间与放电时间 常数常数RLC有关。有关。R RL LC C 越大越大越大越大 电容器放电越慢电容器放电越慢电容器放电越慢电容器放电越慢 输出电压的平均值输出电压的平均值输出电压的平均值输出电压的平均值U Uo o 越大,波形越平滑。越大,波形越平滑。越大,波形越平滑。越大,波形越平滑。近似估算取:近似估算取:Uo=1.2 U (桥式、全波)桥式、全波)Uo=1.0 U(半波)半波)当负载当负载当负载当
14、负载R RL L 开路时,开路时,开路时,开路时,U UOO 为了得到比较平直的输出电压为了得到比较平直的输出电压下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(2)(2)外特性曲线外特性曲线外特性曲线外特性曲线有电容有电容滤波滤波1.41.4U U 无电容滤波无电容滤波0.45.45U U UooIO 结论结论 采用电容滤波时,输出电采用电容滤波时,输出电采用电容滤波时,输出电采用电容滤波时,输出电压受负载变化影响较大,即压受负载变化影响较大,即压受负载变化影响较大,即压受负载变化影响较大,即带负载能力较差。带负载能力较差。带负载能力较差。带负载能力较差。因此电容滤波适合于要求因
15、此电容滤波适合于要求输出电压较高、负载电流较输出电压较高、负载电流较小且负载变化较小的场合。小且负载变化较小的场合。(3)(3)流过二极管的瞬时电流很大流过二极管的瞬时电流很大流过二极管的瞬时电流很大流过二极管的瞬时电流很大选管时一般取:选管时一般取:选管时一般取:选管时一般取:I IOM OM=2=2 I ID D RLC 越大越大O 越高,越高,IO 越越大大整流二极管导通时间越短整流二极管导通时间越短 iD 的峰值电流越大的峰值电流越大。t tOO下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例:例:有一单相桥式整流滤波电路,已知交流电源频有一单相桥式整流滤波电路,已知交流电
16、源频率率 f=50Hz,负载电阻负载电阻 RL=200,要求直流输出电要求直流输出电压压Uo=30V,选择整流二极管及滤波电容器。选择整流二极管及滤波电容器。流过二极管的电流流过二极管的电流流过二极管的电流流过二极管的电流二极管承受的最高反向电压二极管承受的最高反向电压二极管承受的最高反向电压二极管承受的最高反向电压变压器副边电压的有效值变压器副边电压的有效值变压器副边电压的有效值变压器副边电压的有效值 uRLuo+C解:解:1.1.选择整流二极管选择整流二极管选择整流二极管选择整流二极管可选用二极管可选用二极管2CP11IOM=100mA UDRM=50V 下一页下一页总目录总目录 章目录章
17、目录返回返回上一页上一页例:例:有一单相桥式整流滤波电路,已知交流电源频有一单相桥式整流滤波电路,已知交流电源频率率 f=50Hz,负载电阻负载电阻 RL=200,要求直流输出电要求直流输出电压压Uo=30V,选择整流二极管及滤波电容器。选择整流二极管及滤波电容器。取取 RLC=5 T/2已知已知RL=50 uRLuo+C解:解:2.选择滤波电容器选择滤波电容器可选用可选用C=250 F,耐压为耐压为50V的极性电容器的极性电容器下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页18.2.2 电感电容滤波器电感电容滤波器1.1.电路结构电路结构电路结构电路结构L uRLuo+C2.2.
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