电子技术基础教程教学课件作者陶雪华第4章直流稳压电源.ppt

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1、第四章直流稳压电路第一节整流电路第二节滤波电路第三节直流稳压电路(8学时，其中讲6学时，实验2学时）变压器将常规的交流电压（220V、380V）变换成所需要的交流电压。电源变压器：整流电路：整流电路的主要任务是利用二极管的单向导电特性，将经变压器降压后的交流电变成单向脉动的直流电。滤波电路：滤波电路的主要任务是滤除脉动直流电中的交流成分电压，使输出电压成为比较平滑的直流电。常采用的元件有电容和电感等。第一节整流电路一、单相半波整流电路1、电路组成及工作原理图4.1是单相半波整流电路，它由整流变压器T、整流二极管D及负载RL组成。单相半波整流电路及电压

2、、电流的波形如图4.2所示,即图4.1单相半波整流电路图4.2单相半波整流电路电压波形2、参数计算（1）输出电压平均值在图4.2所示波形电路中，负载上得到的整流电压是单方向的，但其大小是变化的，是一个单向脉动的电压，由此可求出其平均电压值为（2）流过二极管的平均电流ID由于流过负载的电流就等于流过二极管的电流，所以（3）二极管承受的最高反向电压在二极管不导通期间，承受反压的最大值就是变压器次级电压u2的最大值，即U2查半导体手册，二极管可选用2AP4，其最大整流电流为16mA，最高反向工作电压为50V为了使用安全，二极管的反向工作峰值电压要选得比UDRM大

3、一倍左右。单相半波整流的特点是：电路简单，使用的器件少，但是输出电压脉动大。由于只利用了电源电压的半个周期，理论计算表明其整流效率仅40%左右，因此只能用于小功率以及对输出电压波形和整流效率要求不高的设备。二、单相桥式整流电路为了克服半波整流电路电源利用率低，整流电压脉动程度大的缺点，常采用全波整流电路，最常用形式是桥式整流电路。它由四个二极管接成电桥形式，如图4.3所示。图4.3单相桥式整流电路组成D1D3D2D41.电路组成及工作原理在图4.3（a）所示电路中，当变压器次级电压u2为上正下负时，二极管D1和D3导通，D2和D4截止，电流i1的通路为

4、a→D1→RL→D3→b，这时负载电阻RL上得到一个正弦半波电压如图4.4中（0~π）段所示。当变压器次级电压u2为上负下正时，二极管D1和D3反向截止，D2和D4导通，电流i2的通路为b→D2→RL→D4→a，同样，在负载电阻上得到一个正弦半波电压，如图4.4中（π~2π）段所示。图4.4单相桥式整流电路电压波形图4.3单相桥式整流电路组成D1D3D2D4图4.3单相桥式整流电路组成图4.3单相桥式整流电路组成2.技术指标计算及分析（1）输出电压平均值Uo。由以上分析可知，桥式整流电路的整流电压平均值Uo比半波整流时增加一倍，即（2）直流电流Io。桥式

5、整流电路通过负载电阻的直流电流也增加一倍，即（3）二极管的平均电流ID。因为每两个二极管串联轮换导通半个周期，因此，每个二极管中流过的平均电流只有负载电流的一半，即（4）二极管承受的最高反向电压。由图4.3（a）可以看出，当D1和D3导通时，如果忽略二极管正向压降，此时，D2和D4的阴极接近于a点，阳极接近于b点，二极管由于承受反压而截止，其最高反压为u2的峰值，即（3）整流变压器副边电压有效值和电流有效值表4－1各种整流电路性能比较表类型整流电路整流电压波形整流电压平均值二极管电流平均值二极管承受的最高反电压单相半波0.45U2单相全波0.9U2单

6、相桥式0.9U2【例4—2】试设计一台输出电压为24v，输出电流为1A的直流电源，电路形式可采用半波整流或全波整流，试确定两种电路形式的变压器副边绕组的电压有效值，并选定相应的整流二极管。【解】（1）当采用半波整流电路时，变压器副边绕组电压有效值为：整流二极管承受的最高反向电压为：流过整流二极管的平均电流为：因此可选用2CZ12B整流二极管，其最大整流电流为3A，最高反向工作电压为200V。(2)当采用桥式整流电路时，变压器副边绕组电压有效值为：整流二极管承受的最高反向电压为：流过整流二极管的平均电流为：因此可选用4只2CZ11A整流二极管，其最大整流电流

7、为1A，最高反向工作电压为100V。变压器副边电流有效值为：变压器的容量为：【例4—3】有一直流负载,要求电压为UO=36V，电流为IO=10A，采用图4—3(b)所示的单相桥式整流电路。（1）试选用所需的整流元件；（2）若D2因故损坏开路，求UO和IO；（3）若D2短路，会出现什么情况。【解】（1）根据给定的条件IO=10A，整流元件所通过的电流ID=变压器副边电压有效值负载电阻为RL=3.6Ω整流元件所承受的最大反向电压因此选用的整流元件,必须是额定整流电流大于5A,最高反向工作电压大于56V的二极管,可选用额定整流电流为10A，最高反向工作电压为10

8、0V的2CZ－10型的整流二极管。IO=5AD1D2D3D4ab（