电工学简明教程(秦曾煌)第12章--直流稳压电源.ppt

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1、第12章直流稳压电源第12章直流稳压电源12.1整流电路12.2滤波器12.3直流稳压电源滤波整流稳压变压交流电源负载OtuOtuOtuOtuOtu下图是半导体直流电源的原理方框图,它表示把交流电变换为直流电的过程。功能：把交流电压变成稳定的大小合适的直流电压整流电路中最常用的是单相桥式整流电路它由四个二极管D1D4接成电桥的形式构成。12.1整流电路RLioD4D3D2D1~+u+uo整流原理：利用二极管的单向导电性分析时可把二极管当作理想元件处理：二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。2

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－uouDttRLuiouo1234ab+–+–－uRLuiouo1234ab+–+–uD2uD4uouDttuuD1uD3u负半周，Vb>Va，二极管D2、D4导通，D1、D3截止。－在一个周期内，通过电阻的电流方向相同，在负载上得到的是全波整流电压uo。u负半周电路通路－totototo2323Im2233uD1uD3uD4uD2uOuuDiO由于

3、二极管的正向压降很小，因此可认为uO的波形和u的正半波是相同的。输出电压的平均值为式中U是变压器二次电压u的有效值。截止管所承受的最高反向电压为下图是单相桥式整流电路的简化画法+uoRLio~+u[例1]已知负载电阻RL=80，负载电压UO=110V。今采用单相桥式整流电路，交流电源电压为380V。(1)如何选用晶体二极管？(2)求整流变压器的变比及容量。[解](1)负载电流每个二极管通过的平均电流变压器二次侧电压的有效值为考虑到变压器二次绕组及管子上的压降，变压器二次侧的电压大约要高出10%，即

4、1221.1=134V。于是因此可选用2CZ55E晶体二极管，其最大整流电流为1A，反向工作峰值电压为300V。(2)变压器的变比及容量变压器的变比变压器二次侧电流的有效值为变压器的容量为可选用BK300(300V·A)，380/134V的变压器。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

5、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+_RLD2D4D1D312.2滤波器交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，其

6、中既有直流成份又有交流成份。滤波原理：滤波电路利用储能元件电容两端的电压(或通过电感中的电流)不能突变的特性,滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。方法：将电容与负载RL并联(或将电感与负载RL串联)。12.2.1电容滤波器1.电路结构2.工作原理u>uC时，二极管导通，电源在给负载RL供电的同时也给电容充电，uC增加，uo=uC。u

7、二极管承受的最高反向电压为。uoutOtO4.电容滤波电路的特点(T—电源电压的周期)(1)输出电压的脉动程度与平均值Uo与放电时间常数RLC有关。RLC越大电容器放电越慢输出电压的平均值Uo越大，波形越平滑。近似估算取：Uo=1.2U(桥式、全波）Uo=1.0U（半波）当负载RL开路时，UO为了得到比较平直的输出电压(2)外特性曲线有电容滤波1.4U无电容滤波0.45UUooIO结论采用电容滤波时，输出电压受负载变化影响较大，即带负载能力较差。因此电容滤波适合于要求输出电压较高、负载电流较小

8、且负载变化较小的场合。(3)流过二极管的瞬时电流很大选管时一般取：IOM=2IDRLC越大ＵO越高，IO越大整流二极管导通时间越短iD的峰值电流越大。iDtuotOO例：有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频率f=50Hz，负载电阻RL=200，要求直流输出电压Uo=30V，选择整流二极管及滤波电容器。流过二极管的电流二极管承受的最高反向电压变压器副边电压的有效值uRLuo++––~+C解：1.选择整流二极管可选用二极管2CP