电工电子技术 教学课件 作者 王国伟 第10章.ppt

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1、第10章直流稳压电源10.1单相整流电路*10.2晶闸管可控整流电路10.3滤波电路10.4直流稳压电路正确理解直流稳压电源的组成和各部分的作用。掌握单相桥式整流电路的组成、工作原理及输出电压及电流平均值的估算。了解可控整流电路的组成及工作原理及参数估算；了解单结晶体管触发电路的组成及工作原理。掌握滤波电路的工作原理；稳压电路的作用。理解串联式直流稳压电源的组成和原理，了解三端集成稳压器的工作特点及典型应用电路。学习要求电子电路工作时都需要直流电源提供能量，电池因使用费用高,一般只用于低功耗便携式的仪

2、器设备中。本章讨论如何把交流电源变换为直流稳压电源。一般直流电源组成框图如图10-1所示。整流电路是将工频交流电转换为脉动直流电。滤波电路将脉动直流中的交流成分滤除，减少交流成分，增加直流成分。稳压电路采用负反馈技术，对整流后的直流电压进一步进行稳定。图10-1整流滤波框图10.1单相整流电路单相桥式整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路，如图10-2a所示。在分析整流电路工作原理时，整流电路中的二极管是作为开关运用，具有单向导电性。根据图10-2a可知：当正半周时，二极管VD1、VD3导通，在负

3、载电阻上得到正弦波的正半周。当负半周时，二极管VD2、VD4导通，在负载电阻上得到正弦波的负半周。在负载电阻上正、负半周经过合成，得到的是同一个方向的单向脉动电压。单相桥式整流电路的波形图见图10-2b。10.1.1单相桥式整流电路工作原理a）桥式整流电路b）波形图图10-2单相桥式整流电路根据图10-2b可知，输出电压是单相脉动电压，常用它的平均值与直流电压等效。输出平均电压为(10-1)流过负载的平均电流为(10-2)流过二极管的平均电流为(10-3)二极管所承受的最大反向电压(10-4)10.1

4、.2参数计算(10-6)(10-5)流过负载的脉动电压中包含有直流分量和交流分量，可将脉动电压做傅里叶分析，此时谐波分量中的二次谐波幅度最大。脉动系数S定义为二次谐波的幅值与平均值的比值。10.1.3单相桥式整流电路的负载特性曲线单相桥式整流电路的负载特性曲线是指输出电压与负载电流之间的关系曲线如图10-3所示，曲线的斜率代表了整流电路的内阻。图10-3桥式整流电路的负载特性曲线整流电路既有交流量，又有直流量，通常对输入（交流）用有效值或最大值；输出（交直流）用平均值；整流管正向电流用平均值；整流管反

5、向电压用最大值。晶闸管的原理已在第7章作了介绍。由晶闸管组成的半波可控整流电路图10-4所示，其中负载电阻为RL，工作情况如图10-5所示。*10.2晶闸管可控整流电路10.2.1单相半波可控整流电路图10-4晶闸管组成的半波整流电路由图10-5可见，在输入交流电压u的正半周时，晶闸管VT承受正向电压。在负半周时，晶闸管承受反向电压而关断，负载上的电压、电流均为零。在第二个正半周内，再在相应的ωt2时刻加入触发脉冲，晶闸管再次导通，使负载RL上得到如图10-5c所示的电压波形。图10-5d所示的波形为

6、晶闸管所承受的正向和反向电压。最高正向和反向电压均为输入交流电压的幅值。图10-5电压电流波形图在晶闸管承受正向电压的时间内，改变控制极触发脉冲的加入时间（称为移相），负载上得到的电压波形随之改变。可见，移相可以控制负载电压的大小。晶闸管在加正向电压下不导通的区域称控制角α（又称移相角），如图10-5c所示。而导通区域称为导通角θ，可以看出导通角愈大，输出电压愈高，可控整流电路输出电压和输出电流的平均值分别为由此式可知，输出电压Uo的大小随α的大小而变化。当α=0时，Uo=0.45U，输出最大，晶闸管

7、处于全导通状态；当α=π时,Uo=0,晶闸管处于截止状态。以上分析说明，只要适当改变控制角α，也就是控制触发信号的加入时间，就可灵活地改变电路的输出电压Uo。10.2.2单相半控桥式整流电路单相半波可控整流电路，虽然具有电路简单，使用元件少等优点，但输出电压脉动性大，电流小。单相半控桥式整流电路如图10-6所示，桥中有两个桥臂用晶闸管，另两个桥臂用二极管。图10-6单相半控桥式整流电路设u2=U2sinωt，当u2为正半轴时，瞬时极性为上“正”下“负”，VT1和VT4承受正向电压。若在t1时刻给VT1

8、加触发脉冲，则VT1导通，负载上有电压Uo，电流通路为a→VT1→RL→VD2→b。当u2为负半轴时，晶闸管VT2和二极管VD1承受正向电压。在t2时刻给VT2加触发脉冲，VT2导通，电流通路为b→VT2→RL→VD1→a。显而易见，桥式整流的输出电压平均值要比单相半波整流大一倍，即(10-9)(10-10)10.2.3可控整流的触发电路产生和控制触发信号的电路称为触发电路，其工作性能的好坏对可控整流的效果有很大影响。触发电路种类很多，在此仅介绍常用的