DC直流电源工作原理.ppt

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1、第3章　二極體的應用電路3-1二極體整流電路3-2濾波電路3-3倍壓電路3-4截波電路與箝位電路總目錄節目錄3-1二極體整流電路(1)一個完整的電源供應器應包含變壓器、整流電路、濾波電路及電壓調整電路。(2)目前電力公司所提供的為頻率60Hz的交流電。1.電源供應器2.半波整流(1)整流：將交流電壓轉變為脈動直流電壓。(2)半波整流：輸出波形為輸入波形的一半。(3)工作原理(a)圖在輸入訊號正半週時輸出。(b)圖在輸入訊號負半週時輸出。節目錄節目錄(4)半波整流後的電壓及其直流值(5)漣波頻

2、率=輸入電源頻率(6)二極體之PIV值負載為R，PIV=Vm負載為C，PIV=2Vm節目錄3.全波整流(1)中間抽頭全波整流輸入交流電壓不論是正半週或負半週，其　　輸出電流均以同一方向流經負載R，而產生同一極性的電壓輸出。全波整流所提供的直流值是半波整流的兩倍。節目錄節目錄全波整流後的電壓及其電流值漣波頻率=輸入電源頻率的兩倍二極體的額定峰值逆向電壓（PIV）=2Vm中間抽頭式全波整流與半波整流相較：A.優點：效率高。B.缺點：必須採用中間抽頭的變壓器，其體積大，成本高。節目錄(2

3、)橋式整流橋式整流是全波整流器的一種改良電路。工作原理：不論正半週或負半週，在電路導通時，電流流經電阻器R之方向是一致的。節目錄節目錄橋式整流後的電壓及其電流值與中間抽頭全波整流一樣。公式如下：漣波頻率=輸入電源頻率的兩倍二極體之PIV值=Vm橋式整流與中間抽頭全波整流相較：A.優點(a)不需要使用中間抽頭式變壓器，因之體積縮小，設計上較簡單，價錢也較便宜。(b)每個二極體所需要的逆向峰值電壓（PIV）只是中間抽頭式全波整流的一半，即PIV=Vm。B.缺點：必須使用四個二極

4、體。節目錄節目錄(3)半波整流與全波整流電路之比較節目錄3-2濾波電路1.漣波因數與電壓調整(1)濾波電路：將脈動直流電壓濾為一較平穩的直流電壓。節目錄(2)漣波因數定義半波整流的漣波百分率漣波因數（或漣波百分比）愈小者，濾波性能愈佳。全波整流的漣波百分率節目錄(3)電壓調整定義如果全負載電壓和無負載電壓的值相同，則%V.R.=0%，為最佳期望值。節目錄2.電源濾波器的種類(1)電容濾波器電容濾波器：濾波器的輸入端為電容器者。式中：Idc單位是mA，C是F，Vdc是V，RL是

5、k。漣波因數是直接隨負載電流而變（Idc上升，r%下降），同時和電容量的大小成反比。節目錄節目錄(2)電阻電容濾波器RC濾波器：於電容濾波器之後再加一節R和C組成。優缺點A.優點：濾波效果較單一電容濾波器為佳。B.缺點：輸出直流電壓降低，且成本較高。節目錄RC濾波器的直流操作RC濾波器的交流操作≒節目錄選用R、C值時應注意事項A.R值愈大，漣波電壓降在R的成分愈多使輸出端漣波電壓減小，其濾波效果愈佳。B.C2電容量愈大，XC2愈小，依分壓定律，得知輸出端漣波電壓愈小，其濾波效果

6、愈佳。C.由A、B所述，C1、R、C2數值愈大時，濾波效果愈佳。D.因為，所以全波整流比半波整流有較佳的濾波效果（全波整流之漣波頻率為半波整流之兩倍，頻率愈高，XC2愈低，輸出端的漣波電壓也就愈低）。RC濾波器的電壓調整節目錄節目錄(3)型濾波器電路：由C1、L、C2組成型濾波器。直流操作交流操作RL//XC2≒XC2（∵RL>>XC2）結論A.電感L愈大，電容C2愈大，濾波效果愈佳。B.採用全波整流，可以提高濾波效果。節目錄節目錄(4)電感濾波器電感濾波器是以電感反抗電流

7、變化的特性來完成濾波作用。節目錄公式優缺點A.優點：適用於重負載。B.缺點：輸出電壓較電容濾波器低。式中Rs：電源變壓器次級圈內阻Rf：二極體順向動態電阻R：電感器中的電阻節目錄3-3倍壓電路1.半波兩倍倍壓器(1)電路結構：兼具整流與濾波的功能。(2)倍壓電路是一種輕負載、高電壓、低電流的電源電路。(3)電源訊號是每一週向C2充電一次，其漣波頻率等於電源頻率，此為半波工作。(4)Vo=VC2=－2Vm（上負、下正）。(5)C1之耐壓=Vm，C2之耐壓=2Vm。(6)每一個二極體之PIV值

8、=2Vm。節目錄節目錄2.全波兩倍倍壓器(1)電源訊號的正、負半週皆有電流向輸出端的電容器充電，輸出端漣波頻率為電源頻率之兩倍，此為全波工作。(2)Vo=VC1+VC2=2Vm。(3)C1與C2的耐壓值=Vm。(4)每一個二極體的PIV值=2Vm。節目錄3.三倍及四倍倍壓器(1)半波三倍及四倍倍壓器此為半倍兩倍倍壓器的推廣形式。Vo電容器耐壓：C1=Vm，C2=C3=C4=2Vm。每一個二極體的PIV值=2Vm。三倍=Vo1=VC1+VC3=Vm+2Vm=