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时间:2020-09-19
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1、第19章直流稳压电源19.2滤波器19.3直流稳压电源要求:1.理解单相整流电路和滤波电路的工作原理及参数的计算;2.了解稳压管稳压电路和串联型稳压电路的工作原理;3.了解集成稳压电路的性能及应用。19.1整流电路第19章 直流稳压电源小功率直流稳压电源的组成功能:把交流电压变成稳定的大小合适的直流电压u4uou3u2u1交流电源负载变压整流滤波稳压19.1整流电路整流电路的作用:将交流电压转变为脉动的直流电压。常见的整流电路:半波、全波、桥式和倍压整流;单相和三相整流等。分析时可把二极管当作理想元件
2、处理:二极管的正向导通电阻为零,反向电阻为无穷大。整流原理:利用二极管的单向导电性19.1.1单相半波整流电路2.工作原理u正半周,Va>Vb,二极管D导通;3.工作波形EDAu负半周,Va3、应满足:IOMID,URWMUDRM19.1.2单相桥式整流电路2.工作原理u正半周,Va>Vb,二极管D1、D3导通,D2、D4截止。3.工作波形uD2uD41.电路结构-uuouDttRLuiouo1234ab+–+–-动画19.1.2单相桥式整流电路2.工作原理3.工作波形uD2uD41.电路结构RLuiouo1234ab+–+–u正半周,Va>Vb,二极管1、3导通,2、4截止。u负半周,Va4、计算1)整流电压平均值Uo2)整流电流平均值Io3)流过每管电流平均值ID4)每管承受的最高反向电压UDRM5)变压器副边电流有效值I①输出直流电压高;②脉动较小;③二极管承受的最大反向电压较低;④电源变压器得到充分利用。目前,半导体器件厂已将整流二极管封装在一起,制成单相及三相整流桥模块,这些模块只有输入交流和输出直流引线。减少接线,提高了可靠性,使用起来非常方便。桥式整流电路的优点:~~+–解:变压器副边电压有效值例1:单相桥式整流电路,已知交流电网电压为220V,负载电阻RL=50,负载电压U5、o=100V,试求变压器的变比和容量,并选择二极管。流过每只二极管电流平均值每只二极管承受的最高反向电压整流电流的平均值考虑到变压器副绕组及二极管上的压降,变压器副边电压一般应高出5%~10%,即取U=1.1111122V例1:单相桥式整流电路,已知交流电网电压为220V,负载电阻RL=50,负载电压Uo=100V,试求变压器的变比和容量,并选择二极管。I=1.11Io=21.11=2.2A变压器副边电流有效值变压器容量S=UI=1222.2=207.8VA变压器副边电压U122V可选用二6、极管2CZ11C,其最大整流电流为1A,反向工作峰值电压为300V。例2:试分析图示桥式整流电路中的二极管D2或D4断开时负载电压的波形。如果D2或D4接反,后果如何?如果D2或D4因击穿或烧坏而短路,后果又如何?uo+_~u+_RLD2D4D1D3解:当D2或D4断开后电路为单相半波整流电路。正半周时,D1和D3导通,负载中有电流过,负载电压uo=u;负半周时,D1和D3截止,负载中无电流通过,负载两端无电压,uo=0。uouπ2π3π4πtwtwπ2π3π4πoo如果D2或D4接反则正半周时,二极7、管D1、D4或D2、D3导通,电流经D1、D4或D2、D3而造成电源短路,电流很大,因此变压器及D1、D4或D2、D3将被烧坏。如果D2或D4因击穿烧坏而短路则正半周时,情况与D2或D4接反类似,电源及D1或D3也将因电流过大而烧坏。uo+_~u+_RLD2D4D1D319.1.3三相桥式整流电路2.工作原理在每一瞬间共阴极组中阳极电位最高的二极管导通;共阳极组中阴极电位最低的二极管导通。1.电路共阳极组共阴极组D1RLuoD6D3D5D4D2iocbau++––o三相变压器原绕组接成三角形,副绕组接8、成星形在t1~t2期间共阴极组中a点电位最高,D1导通;共阳极组中b点电位最低,D4导通。负载两端的电压为线电压uab。D1RLuoD6D3D5D4D2iocbau++––ot1uo0t2t3t4t5t6t7t8t9负载电压u0uaubuc22.工作原理变压器副边电压动画在t2~t3期间共阴极组中a点电位最高,D1导通;共阳极组中c点电位最低,D6导通。负载两端的电压为线电压uac。D1RLuoD6D3D5D4D2iocbau++––ot1uo0t2
3、应满足:IOMID,URWMUDRM19.1.2单相桥式整流电路2.工作原理u正半周,Va>Vb,二极管D1、D3导通,D2、D4截止。3.工作波形uD2uD41.电路结构-uuouDttRLuiouo1234ab+–+–-动画19.1.2单相桥式整流电路2.工作原理3.工作波形uD2uD41.电路结构RLuiouo1234ab+–+–u正半周,Va>Vb,二极管1、3导通,2、4截止。u负半周,Va4、计算1)整流电压平均值Uo2)整流电流平均值Io3)流过每管电流平均值ID4)每管承受的最高反向电压UDRM5)变压器副边电流有效值I①输出直流电压高;②脉动较小;③二极管承受的最大反向电压较低;④电源变压器得到充分利用。目前,半导体器件厂已将整流二极管封装在一起,制成单相及三相整流桥模块,这些模块只有输入交流和输出直流引线。减少接线,提高了可靠性,使用起来非常方便。桥式整流电路的优点:~~+–解:变压器副边电压有效值例1:单相桥式整流电路,已知交流电网电压为220V,负载电阻RL=50,负载电压U5、o=100V,试求变压器的变比和容量,并选择二极管。流过每只二极管电流平均值每只二极管承受的最高反向电压整流电流的平均值考虑到变压器副绕组及二极管上的压降,变压器副边电压一般应高出5%~10%,即取U=1.1111122V例1:单相桥式整流电路,已知交流电网电压为220V,负载电阻RL=50,负载电压Uo=100V,试求变压器的变比和容量,并选择二极管。I=1.11Io=21.11=2.2A变压器副边电流有效值变压器容量S=UI=1222.2=207.8VA变压器副边电压U122V可选用二6、极管2CZ11C,其最大整流电流为1A,反向工作峰值电压为300V。例2:试分析图示桥式整流电路中的二极管D2或D4断开时负载电压的波形。如果D2或D4接反,后果如何?如果D2或D4因击穿或烧坏而短路,后果又如何?uo+_~u+_RLD2D4D1D3解:当D2或D4断开后电路为单相半波整流电路。正半周时,D1和D3导通,负载中有电流过,负载电压uo=u;负半周时,D1和D3截止,负载中无电流通过,负载两端无电压,uo=0。uouπ2π3π4πtwtwπ2π3π4πoo如果D2或D4接反则正半周时,二极7、管D1、D4或D2、D3导通,电流经D1、D4或D2、D3而造成电源短路,电流很大,因此变压器及D1、D4或D2、D3将被烧坏。如果D2或D4因击穿烧坏而短路则正半周时,情况与D2或D4接反类似,电源及D1或D3也将因电流过大而烧坏。uo+_~u+_RLD2D4D1D319.1.3三相桥式整流电路2.工作原理在每一瞬间共阴极组中阳极电位最高的二极管导通;共阳极组中阴极电位最低的二极管导通。1.电路共阳极组共阴极组D1RLuoD6D3D5D4D2iocbau++––o三相变压器原绕组接成三角形,副绕组接8、成星形在t1~t2期间共阴极组中a点电位最高,D1导通;共阳极组中b点电位最低,D4导通。负载两端的电压为线电压uab。D1RLuoD6D3D5D4D2iocbau++––ot1uo0t2t3t4t5t6t7t8t9负载电压u0uaubuc22.工作原理变压器副边电压动画在t2~t3期间共阴极组中a点电位最高,D1导通;共阳极组中c点电位最低,D6导通。负载两端的电压为线电压uac。D1RLuoD6D3D5D4D2iocbau++––ot1uo0t2
4、计算1)整流电压平均值Uo2)整流电流平均值Io3)流过每管电流平均值ID4)每管承受的最高反向电压UDRM5)变压器副边电流有效值I①输出直流电压高;②脉动较小;③二极管承受的最大反向电压较低;④电源变压器得到充分利用。目前,半导体器件厂已将整流二极管封装在一起,制成单相及三相整流桥模块,这些模块只有输入交流和输出直流引线。减少接线,提高了可靠性,使用起来非常方便。桥式整流电路的优点:~~+–解:变压器副边电压有效值例1:单相桥式整流电路,已知交流电网电压为220V,负载电阻RL=50,负载电压U
5、o=100V,试求变压器的变比和容量,并选择二极管。流过每只二极管电流平均值每只二极管承受的最高反向电压整流电流的平均值考虑到变压器副绕组及二极管上的压降,变压器副边电压一般应高出5%~10%,即取U=1.1111122V例1:单相桥式整流电路,已知交流电网电压为220V,负载电阻RL=50,负载电压Uo=100V,试求变压器的变比和容量,并选择二极管。I=1.11Io=21.11=2.2A变压器副边电流有效值变压器容量S=UI=1222.2=207.8VA变压器副边电压U122V可选用二
6、极管2CZ11C,其最大整流电流为1A,反向工作峰值电压为300V。例2:试分析图示桥式整流电路中的二极管D2或D4断开时负载电压的波形。如果D2或D4接反,后果如何?如果D2或D4因击穿或烧坏而短路,后果又如何?uo+_~u+_RLD2D4D1D3解:当D2或D4断开后电路为单相半波整流电路。正半周时,D1和D3导通,负载中有电流过,负载电压uo=u;负半周时,D1和D3截止,负载中无电流通过,负载两端无电压,uo=0。uouπ2π3π4πtwtwπ2π3π4πoo如果D2或D4接反则正半周时,二极
7、管D1、D4或D2、D3导通,电流经D1、D4或D2、D3而造成电源短路,电流很大,因此变压器及D1、D4或D2、D3将被烧坏。如果D2或D4因击穿烧坏而短路则正半周时,情况与D2或D4接反类似,电源及D1或D3也将因电流过大而烧坏。uo+_~u+_RLD2D4D1D319.1.3三相桥式整流电路2.工作原理在每一瞬间共阴极组中阳极电位最高的二极管导通;共阳极组中阴极电位最低的二极管导通。1.电路共阳极组共阴极组D1RLuoD6D3D5D4D2iocbau++––o三相变压器原绕组接成三角形,副绕组接
8、成星形在t1~t2期间共阴极组中a点电位最高,D1导通;共阳极组中b点电位最低,D4导通。负载两端的电压为线电压uab。D1RLuoD6D3D5D4D2iocbau++––ot1uo0t2t3t4t5t6t7t8t9负载电压u0uaubuc22.工作原理变压器副边电压动画在t2~t3期间共阴极组中a点电位最高,D1导通;共阳极组中c点电位最低,D6导通。负载两端的电压为线电压uac。D1RLuoD6D3D5D4D2iocbau++––ot1uo0t2
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