第6直流稳压电源.pptx
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1、半导体直流电源的原理框图半导体直流电源的原理框图半导体直流电源的原理框图半导体直流电源的原理框图交流交流交流交流电源电源电源电源负负负负载载载载 变压器变压器变压器变压器整流整流整流整流滤波滤波滤波滤波稳压稳压稳压稳压ututututut 1 1、变压器:将交流电源电压变换为符合整流需要的电压。、变压器:将交流电源电压变换为符合整流需要的电压。、变压器:将交流电源电压变换为符合整流需要的电压。、变压器:将交流电源电压变换为符合整流需要的电压。2 2、整流电路:将交流电源电压变换为单向脉动电压。、整流电路:将交流电源电压变换为单向脉动电压。、整流电路:将交流电源电压变换为单向脉动电压。、整流电路
2、:将交流电源电压变换为单向脉动电压。3 3、滤波器:减小整流电压的脉动程度,以适合负载的需要。、滤波器:减小整流电压的脉动程度,以适合负载的需要。、滤波器:减小整流电压的脉动程度,以适合负载的需要。、滤波器:减小整流电压的脉动程度,以适合负载的需要。4 4、稳压环节:在交流电源电压波动或负载变动时,使、稳压环节:在交流电源电压波动或负载变动时,使、稳压环节:在交流电源电压波动或负载变动时,使、稳压环节:在交流电源电压波动或负载变动时,使 直直直直 流输出电压稳定。流输出电压稳定。流输出电压稳定。流输出电压稳定。6.1 整流及滤波电路整流及滤波电路6.1.1 整流电路整流电路 整流电路的目的是将
3、交流电变换为单向整流电路的目的是将交流电变换为单向脉动的直流电脉动的直流电。整流电路有单相、三相整流电路有单相、三相之分,常见的单相整流电路有半波、全之分,常见的单相整流电路有半波、全波、桥式和倍压整流。波、桥式和倍压整流。单相半波整流电路只利用了电源的半个周期,单相半波整流电路只利用了电源的半个周期,单相半波整流电路只利用了电源的半个周期,单相半波整流电路只利用了电源的半个周期,并且整流电压的脉动较大,为此常采用桥式整流并且整流电压的脉动较大,为此常采用桥式整流并且整流电压的脉动较大,为此常采用桥式整流并且整流电压的脉动较大,为此常采用桥式整流电路,下图给出了桥式整流电路的四种画法:电路,下
4、图给出了桥式整流电路的四种画法:电路,下图给出了桥式整流电路的四种画法:电路,下图给出了桥式整流电路的四种画法:a TrRLu2uou1RLu2uobRLu2uoRLuou2 在变压器副边电压在变压器副边电压在变压器副边电压在变压器副边电压u2为正为正为正为正半周时,二极管半周时,二极管半周时,二极管半周时,二极管D D1 1、D D3 3导通,导通,导通,导通,而二极管而二极管而二极管而二极管D D2 2、D D4 4截止;截止;截止;截止;t0u0T 当副边电压当副边电压当副边电压当副边电压u2为负半周时,为负半周时,为负半周时,为负半周时,二极管二极管二极管二极管D D2 2、D D4
5、4导通,而二极管导通,而二极管导通,而二极管导通,而二极管D D1 1、D D3 3截止。截止。截止。截止。t0uD D2 2、D D4 4通通D D1 1、D D3 3通通D D1 1、D D3 3通通D D2 2、D D4 4通通1.1.单相桥式整流电路工作原理单相桥式整流电路工作原理单相桥式整流电路工作原理单相桥式整流电路工作原理uoau1TrRLbu2D1D2D3D4uoa u1TrRLbu2D2D4(1 1 1 1)输出电压平均值)输出电压平均值)输出电压平均值)输出电压平均值U Uo o2.2.单相桥式整流电路的主要参数单相桥式整流电路的主要参数单相桥式整流电路的主要参数单相桥式整
6、流电路的主要参数(2 2 2 2)输出电流平均值)输出电流平均值)输出电流平均值)输出电流平均值I Io oUot0uoT(3)(3)(3)(3)、每个整流管的电流平均值、每个整流管的电流平均值、每个整流管的电流平均值、每个整流管的电流平均值I I I ID D D D(4)(4)(4)(4)、每个整流管的反向、每个整流管的反向、每个整流管的反向、每个整流管的反向峰值电压峰值电压峰值电压峰值电压U U U UDRMDRMDRMDRM以以u2正正半半周周为为例例可可以看出以看出uoaTrRLbu2D1D2D3D4u1uoaTrRLbu2D2D4u1U2UoIoU2UoIoU2UoU2Io整流电压
7、整流电压整流电压整流电压平均值平均值平均值平均值t0uot0uot0uo电电电电 路路路路整流电整流电整流电整流电压波形压波形压波形压波形二极管平二极管平二极管平二极管平均电流均电流均电流均电流二极管反向二极管反向二极管反向二极管反向峰值电压峰值电压峰值电压峰值电压常见的几种整流电路常见的几种整流电路(重点掌握内容重点掌握内容)整流类型整流类型半波半波 全波全波 桥式桥式6.1.2 滤波电路滤波电路 整流电路的滤波,一方面可以降低整流电路的滤波,一方面可以降低输出电压中的脉动成份,另一方面输出电压中的脉动成份,另一方面可以可以可以可以保留其中的直流成分,使输出电压接近保留其中的直流成分,使输出
8、电压接近于理想的直流电压。于理想的直流电压。滤波器的基本组成元件是电容或电滤波器的基本组成元件是电容或电感。滤波原理主要是利用电容器两端的感。滤波原理主要是利用电容器两端的电压不能突变和流过电感器的电流不能电压不能突变和流过电感器的电流不能突变的特性。突变的特性。1.电容滤波电路电容滤波电路u0t0D导通D导通D截止截止(无滤波时的无滤波时的u0)根根据据以以上上的的分分析析,负负载载上上的的电电压压的的脉脉动动程程度度大大为为减减小小,对对于于全全波波及及桥桥式式整整流流电电路路,其其原原理理相相同同,只只是是波波形更加平稳。形更加平稳。t0u0 t1 t2D导通t3 t4D导通D截止截止(
9、有滤波时的有滤波时的u0)t0TrDRLabuC=uo半波整流滤波电路半波整流滤波电路Cu2u1 采用电容滤波时,输出电压的脉动程度与电采用电容滤波时,输出电压的脉动程度与电采用电容滤波时,输出电压的脉动程度与电采用电容滤波时,输出电压的脉动程度与电容器的放电时间常数容器的放电时间常数容器的放电时间常数容器的放电时间常数R RL LC C有关,其值愈大则脉动有关,其值愈大则脉动有关,其值愈大则脉动有关,其值愈大则脉动程度就愈小。程度就愈小。程度就愈小。程度就愈小。一般取一般取一般取一般取工程上输出电压工程上输出电压工程上输出电压工程上输出电压U Uo o常由下式估算:常由下式估算:常由下式估算
10、:常由下式估算:(半波滤波半波滤波半波滤波半波滤波)(全波或桥式滤波全波或桥式滤波全波或桥式滤波全波或桥式滤波)电容滤波器输出电压的脉动程度有所改善,电容滤波器输出电压的脉动程度有所改善,电容滤波器输出电压的脉动程度有所改善,电容滤波器输出电压的脉动程度有所改善,但带负载能力较差。但带负载能力较差。但带负载能力较差。但带负载能力较差。(R(RL L=,即负载开路,即负载开路,即负载开路,即负载开路)例例6.1.1有一单相桥式滤波电路,电源频率f=50HZ,负载电阻为 200,要求Uo=24V,试选择整流二极管及滤波电容。解解查二极管参数,为了使用安全此项参数选择应比计算值大一倍左右。选用2CP
11、11(Iom=100mA,URM=50V)。(1)选择整流二极管选择整流二极管 变压器副边电压有效值变压器副边电压有效值故故(2)(2)选择滤波电容选择滤波电容故电容可选用故电容可选用250uF250uF耐压耐压50V50V的电解电容器的电解电容器电感电容滤波电路电感电容滤波电路 由于电感线圈由于电感线圈由于电感线圈由于电感线圈对整流电流的交流对整流电流的交流对整流电流的交流对整流电流的交流分量具有阻抗,分量具有阻抗,分量具有阻抗,分量具有阻抗,L L比比比比R RL L大得愈多则滤大得愈多则滤大得愈多则滤大得愈多则滤波效果就愈好。波效果就愈好。波效果就愈好。波效果就愈好。一般需要线圈的电一般
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