18-直流稳压电源.PPTPPT推荐.ppt

1、半波、全波、桥式和倍压整流；单相和三相整流等。,分析时可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。,整流原理：利用二极管的单向导电性,18.1.1 单相半波整流电路,2.工作原理,u 正半周，VaVb，二极管D导通；,3.工作波形,u 负半周，Va Vb，二极管D 截止。,1.电路结构,动画,4.参数计算,（1）整流电压平均值 Uo,（2）整流电流平均值 Io,（3）流过每管电流平均值 ID,（4）每管承受的最高反向电压 UDRM,（5）变压器副边电流有效值 I,5.整流二极管的选择,平均电流 ID 与最高反向电压 UDRM 是选择整流二极管的主要依据。,半波整流电

2、路的优点：结构简单，使用的元件少。,缺点：只利用了电源的半个周期，所以电源利用率低，输出的直流成分比较低；输出波形的脉动大；变压器电流含有直流成分，容易饱和。故半波整流只用在要求不高，输出电流较小的场合。,18.1.2 单相桥式整流电路,2.工作原理,u 正半周，VaVb，二极管 D1、D3 导通，D2、D4 截止。,3.工作波形,uD2uD4,1.电路结构,18.1.2 单相桥式整流电路,2.工作原理,3.工作波形,uD2uD4,1.电路结构,u 正半周，VaVb，二极管 1、3 导通，2、4 截止。,u 负半周，VaVb，二极管 2、4 导通，1、3 截止。,uD1uD3,4.参数计算,（

3、1）整流电压平均值 Uo,（2）整流电流平均值 Io,（3）流过每管电流平均值 ID,（4）每管承受的最高反向电压 UDRM,（5）变压器副边电流有效值 I,（1）输出直流电压高；（2）脉动较小；（3）二极管承受的最大反向电压较低；（4）电源变压器得到充分利用。,目前，半导体器件厂已将整流二极管封装在一起，制成单相及三相整流桥模块，这些模块只有输入交流和输出直流引线。减少接线，提高了可靠性，使用起来非常方便。,桥式整流电路的优点：,解：变压器副边电压有效值,例1：单相桥式整流电路，已知交流电网电压为 220V，负载电阻 RL=50，负载电压Uo=100V，试求变压器的变比和容量，并选择二极管。

4、,流过每只二极管电流平均值,每只二极管承受的最高反向电压,整流电流的平均值,考虑到变压器副绕组及二极管上的压降，变压器副边电压一般应高出 5%10%，即取,U=1.1 111 122 V,例1：单相桥式整流电路，已知交流电网电压为 220 V，负载电阻 RL=50，负载电压Uo=100V，试求变压器的变比和容量，并选择二极管。,I=1.11 Io=2 1.11=2.2 A,变压器副边电流有效值,变压器容量 S=U I=122 2.2=207.8 V A,变压器副边电压 U 122 V,可选用二极管2CZ11C，其最大整流电流为1A，反向工作峰值电压为300V。,例2：,试分析图示桥式整流电路中

5、的二极管D2 或D4 断开时负载电压的波形。如果D2 或D4 接反，后果如何？如果D2 或D4因击穿或烧坏而短路，后果又如何？当D2或D4断开后 电路为单相半波整流电路。正半周时，D1和D3导通，负载中有电流过，负载电压uo=u；负半周时，D1和D3截止，负载中无电流通过，负载两端无电压，uo=0。,如果D2或D4接反 则正半周时，二极管D1、D4或D2、D3导通，电流经D1、D4或D2、D3而造成电源短路，电流很大，因此变压器及D1、D4或D2、D3将被烧坏。,如果D2或D4因击穿烧坏而短路 则正半周时，情况与D2或D4接反类似，电源及D1或D3也将因电流过大而烧坏。,18.2 滤波器,交流

6、电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，其中既有直流成份又有交流成份。滤波原理：滤波电路利用储能元件电容两端的电压（或通过电感中的电流）不能突变的特性,滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。方法：将电容与负载RL并联（或将电感与负载RL串联）。,18.2.1 电容滤波器 1.电路结构,2.工作原理,u uC时，二极管导通，电源在给负载RL供电的同时也给电容充电，uC 增加，uo=uC。,u uC时，二极管截止，电容通过负载RL 放电，uC按指数规律下降，uo=uC。,=uC,3.工作波形,二极管承受的最高反向电压为。,4.电容滤波电路的特点,（T 电源电压

7、的周期）,（1）输出电压的脉动程度与平均值Uo与放电时间 常数RLC有关。,RLC 越大 电容器放电越慢 输出电压的平均值Uo 越大，波形越平滑。,近似估算取：Uo=1.2 U（桥式、全波）Uo=1.0 U（半波）,当负载RL 开路时，UO,为了得到比较平直的输出电压,（2）外特性曲线,有电容滤波,1.4U,结论,采用电容滤波时，输出电压受负载变化影响较大，即带负载能力较差。因此电容滤波适合于要求输出电压较高、负载电流较小且负载变化较小的场合。,（3）流过二极管的瞬时电流很大,选管时一般取：IOM=2 ID,RLC 越大O 越高，IO 越大整流二极管导通时间越短 iD 的峰值电流越大。,例：,

8、有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频率 f=50Hz，负载电阻 RL=200，要求直流输出电压Uo=30V，选择整流二极管及滤波电容器。,流过二极管的电流,二极管承受的最高反向电压,变压器副边电压的有效值,解：1.选择整流二极管,可选用二极管2CP11,IOM=100mA URWM=50V,例：有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频率 f=50Hz，负载电阻 RL=200，要求直流输出电压Uo=30V，选择整流二极管及滤波电容器。,取 RLC=5 T/2,已知RL=50,解：2.选择滤波电容器,可选用C=250F，耐压为50V的极性电容器,18.2.2 电感电容滤波器,1.电路结构,2.

9、滤波原理,对直流分量:XL=0，L相当于短路,电压大部分降在RL上。对谐波分量:f 越高,XL越大,电压大部分降在L上。因此,在负载上得到比较平滑的直流电压,当流过电感的电流发生变化时，线圈中产生自感电势阻碍电流的变化,使负载电流和电压的脉动减小,LC滤波适合于电流较大、要求输出电压脉动较小的场合，用于高频时更为合适。,18.3 直流稳压电源,稳压电路（稳压器）是为电路或负载提供稳定的输出电压的一种电子设备。稳压电路的输出电压大小基本上与电网电压、负载及环境温度的变化无关。理想的稳压器是输出阻抗为零的恒压源。实际上，它是内阻很小的电压源。其内阻越小，稳压性能越好。稳压电路是整个电子系统的一个组

10、成部分，也可以是一个独立的电子部件。,18.3.1 稳压管稳压电路,2.工作原理,UO=UZ IR=IO+IZ,RL（IO）IR,设UI一定，负载RL变化,UO（UZ）,IZ,1.电路,限流调压,稳压电路,18.3.1 稳压管稳压电路,2.工作原理,UO=UZ IR=IO+IZ,UI UZ,设负载RL一定，UI 变化,IZ,IR,1.电路,3.参数的选择,（1）UZ=UO（2）IZM=（1.5 3）ICM（3）UI=（2 3）UO,（4）,为保证稳压管安全工作,为保证稳压管正常工作,适用于输出电压固定、输出电流不大、且负载变动不大的场合。,18.3.2 恒压源,由稳压管稳压电路和运算放大器可组成恒压源。,反相输入恒压源,同相输入恒压源,改变 RF 即可调节恒压源的输出电压。,