直流电源 模拟电子技术课件.ppt

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1、第10章直流电源主要内容：§10.1直流电源的组成§10.2整流电路§10.3滤波电路§10.4稳压管稳压电路10.1直流电源的组成及各部分的作用改变电压值通常为降压交流变脉动的直流减小脉动1)负载变化输出电压基本不变；2)电网电压变化输出电压基本不变。直流电源是能量转换电路，将220V（或380V）50Hz的交流电转换为直流电。半波整流全波整流在分析电源电路时要特别考虑的两个问题：允许电网电压波动±10％，且负载有一定的变化范围。一、工作原理u2的正半周，D导通，A→D→RL→B，uO=u2。u2的负半周，D截止，承受反向电压，为u2；uO=0。10.2　整流电路10.2.1　整流电路的分析

2、方法及其基本参数二、主要参数1.输出电压平均值UO(AV)输出电压平均值就是负载电阻上电压的平均值2.负载电流的平均值3.脉动系数三、二极管的选择根据流过二极管电流的平均值和它所承受的最大反向电压来选择二极管的型号。二极管的正向平均电流等于负载电流平均值二极管承受的最大反向电压等于变压器副边的峰值电压对于二极管最大整流平均电流IF和最高反向工作电压UR均应留10%的余地，以保证二极管安全工作。10.2.2　单相桥式整流电路图10.2.4单向桥式整流电路图10.2.5单向桥式整流电路的习惯画法一、单向桥式整流　　电路的组成在实用电路中，多采用全波整流电路，最常用的是单向桥式整流电路二、工作原理1

3、.u2>0时，电流由+流出，经D1、RL、D2流入-。2.u2<0时，电流由-流出，经D3、RL、D4流入+。图10.2.6单相桥式整流电路的波形图三、输出电压平均值UO(AV)和输出电流的平均值IO(AV)脉动系数：四、二极管的选择考虑到电网电压波动范围为±10％，二极管的极限参数应满足：与半波整流电路对二极管的要求相同如何实现正、负电源？将桥式整流电路变压器副边中点接地，并将二个负载电阻相连接，且连接点接地。三相整流电路图10.2.7　利用桥式整流电路实现正、负电源图10.2.8　　三相整流电路uO1为正；uO2为负变压器副边的三个端均应接二只二极管，一只接阳极，另一只接阴极。D1D2D3

4、轮流导通，阳极电位高的D先导通；D4D5D6轮流导通，阴极电位低的D先导通。滤波电路的结构特点:电容与负载RL并联，或电感与负载RL串联。交流电压脉动直流电压整流滤波直流电压RLLRLC10.3　滤波电路滤波：将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。10.3.1电容滤波电路一、滤波原理充电放电速度与正弦波下降速度相似按指数规律下降滤波后，输出电压平均值增大，脉动变小。C越大，RL越大，τ越大，放电越慢，曲线越平滑，脉动越小。考虑整流电路的内阻二、输出电压平均值当负载开路时当RLC＝（3~5)T/2时考虑电网电压波动，电容的耐压值应大于三、脉动系数S约为10%~20%四、二极管的导通角导通角无滤波电

5、容时θ＝π。有滤波电容时θ<π，且二极管平均电流增大，故其峰值很大！θ小到一定程度，难于选择二极管！五、电容滤波电路的输出特性和滤波特性1.输出特性当滤波电容选定后，输出电压平均值UO（AV）和输出电流平均值IO（AV）的关系。2.滤波特性脉动系数S和输出电流平均值IO（AV）的关系。10.3.2倍压整流电路分析时的两个要点：设①负载开路，②电路进入稳态。u2负半周，u2加C1上电压对C2充电：P→D2→C2→A，最终u2正半周C1充电：A→D1→C1→B，最终P多倍压整流电路适用于要求输出电压较高、负载电流较小的场合。图10.3.7多倍压整流电路一、电感滤波电路当回路电流减小时，感生电动势的

6、方向阻止电流的减小，从而增大二极管的导通角。电感对直流分量的电抗为线圈电阻，对交流分量的感抗为ωL。适于大电流负载！10.3.3　其它形式的滤波电路二、LC滤波电路输出直流电压为：脉动系数S：适用于各种场合。图10.3.9　复式滤波电路(a)三、LC-型滤波电路图10.3.9复式滤波电路(b)四、RC-型滤波电路图10.3.9复式滤波电路(c)适用于负载电流较小的场合适用于负载电流较小的场合10.4稳压管稳压电路10.4.1电路组成整流滤波电路输出电压不稳定的主要原因：·负载变化；·电网电压波动。图10.4.1稳压二极管组成的稳压电路两个基本公式UI＝UR+UOIR＝IDZ+IL稳压管的伏

7、安特性图10.4.2稳压管的伏安特性在稳压管稳压电路中，只要使稳压管始终工作在稳压区，保证稳压管的电流：IZ≤IDZ≤IZM输出电压UO就基本稳定。10.4.2稳压原理从两个方面来分析：一是设电网电压波动，二是设负载变化，研究输出电压是否稳定。10.4.3性能指标二、输出电阻Ro一、稳压系数Sr定义为：负载一定时稳压电路输出电压相对变化量与其输入电压相对变化量之比。定义为：稳压电路输入电压一定时输