电工学 教学课件 作者 常文平 第9章 电 源 电路.ppt

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1、第9章电源电路9.1概述9.2单相整流电路9.3滤波电路9.4稳压电路9.5晶闸管9.6单相可控整流电路9.7晶闸管触发电路*9.8晶闸管应用举例9.1概述直流稳压电源的组成和功能电源变压器:将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2。直流稳压电源框图滤波电路:将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4。稳压电路:清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压uo的稳定。整流电路:将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。直流电源的组成方框图9.2单相整流电路9.2.1单相半波整流电路1.电路工作原理在负半周时,二极管截止,则图9–3单相半波整流电路输出电压的平均值为9.2.2

2、单相全波整流电路1.电路与工作原理为提高电源的利用率,可将两个半波整流电路合起来组成一个全波整流电路,如图9-4(a)所示。二极管VD1、VD2在正、负半周轮流导电,且流过负载RL的电流为同一方向,故在正、负半周,负载上均有输出电压。图9–4单相全波整流电路及其输出波形直流电压由输出波形可看出,全波整流输出波形是半波整流时的两倍,所以输出直流电压也为半波时的两倍,即9.2.3桥式全波整流1.电路与工作原理图9–5单相桥式整流电路图9–6桥式整流电路波形图直流电压9.3滤波电路图9–7桥式整流、电容滤波电路9.3.1电容滤波电路1.空载时的情况空载时RL→∞,设电容C两

3、端的初始电压uC为零。接入交流电源后,当u2为正半周时,VD1、VD2导通,则u2通过VD1、VD2对电容充电;当u2为负半周时,VD3、VD4导通,u2通过VD3、VD4对电容充电。由于充电回路等效电阻很小,所以充电很快,电容C迅速被充到交流电压u2的最大值。此时二极管的正向电压始终小于或等于零,故二极管均截止,电容不可能放电,故输出电压UO恒为,其波形如图9-8(a)所示。2.带电阻负载时的情况图9–8电容滤波波形电容滤波的输出电压UO随输出电流IO而变化。图9–9电容滤波电路的外特性9.3.2电感滤波电路图9–10电感滤波电路1.电路结构:在桥式整流电路与负载间

4、串入一电感L。2.对直流分量:XL=0相当于短路,电压大部分降在RL上。3.对谐波分量:f越高，XL越大,电压大部分降在电感上。因此，在输出端得到比较平滑的直流电压。4.输出电压平均值:UL=0.9U2图9-12Γ型滤波及Π型RC滤波电路9.4.1稳压管稳压电路图9–13稳压管稳压电路9.4稳压电路1.稳压原理(1)输入电压UI保持不变,当负载电阻RL减小,IL增大时,由于电流在电阻R上的压降升高,输出电压UO将下降。由于稳压管并联在输出端,由伏安特性可看出,当稳压管两端的电压略有下降时,电流Iz将急剧减小,而IR=IL+Iz,所以IR基本维持不变,R上的压降也就维持

5、不变,从而保证输出电压UO基本不变,即RL↓→IL↑→IR↑→UO↓→Iz↓→IR↓=IL+IzUO↑(2)负载电阻RL不变,当电网电压升高时,将使UI增加,随之输出电压UO也增大,由稳压管伏安特性可见,Iz将急剧增加,则电阻R上的压降增大,UO=UI-UR,从而使输出电压基本保持不变,即UI↑→UO↑→Iz↑→IR↑→UR↑UO↓9.4.2串联型直流稳压电路图9–14串联型直流稳压电路的原理方框图稳压过程(1)输入电压变化，负载电流保持不变(2)负载电流变化，输入电压保持不变常用的集成三端稳压器的外形及类型类型：W7800系列——稳定正电压W7805输出

6、+5VW7809输出+9VW7812输出+12VW7815输出+15VW7900系列——稳定负电压W7905输出-5VW7909输出-9VW7912输出-12VW7915输出-15V1231端:输入端2端:公共端3端:输出端9.4.3集成稳压电路典型接线图C1、C2的作用：防止自激振荡，减小高频噪声、改善负载的瞬态响应。注意：输入电压Ui一般应比输出电压端Uo高3V以上。常用的应用电路（a）输出正电压（b）输出负电压图9-18固定输出的接法图9-19提高输出电压的电路图9-20扩大输出电流的电路9.5晶闸管晶闸管的主要用途有：（1）可控整流（2）有源逆变（3）交流调

7、压（4）变频器。（5）无触点功率开关9.5.1晶闸管的基本结构和工作原理1．晶闸管当前处于截止状态（1）若所加，，晶闸管仍然截止。下面二个结都处在反向偏置状态（2）若所加，，晶闸管由截止变为导通。2．晶闸管当前处于导通状态（1）若所加，，晶闸管仍然导通。（2）若所加，或者阳极电流小于某一很小的电流（称为维持电流）时，晶闸管由导通变为截止。9.5.2晶闸管的伏安特性和主要参数图9-24晶闸管的伏安特性晶闸管的主要参数包括1．正向阻断峰值电压2．反向阻断峰值电压3．额定电压4．额定电流5．维持电流6．通态平均电压9.6单相可控整流电路9.6