电工电子技术 教学课件 ppt 作者 刘述民 第8章 直流稳压电源
29页1、第八章 直流稳压电源,8.1 直流电源的组成 8.2 整流电路 8.3 滤波电路 8.4 稳压电路,图10 1 直流电源的组成方框图,8.1 直流电源的组成,1电源变压器 经过电源变压器把交流电网电压(一般为220V或380V)变换为较低电压,然后再通过整流、滤波和稳压,获得需要的直流电压。 2整流电路 整流电路主要是利用具有单向导电性能的整流元件,把交流电压整流成单方向的脉动电压。但这种单向脉动电压脉动性很大,距离理想的直流电压还相差很远。 3滤波电路 滤波电路一般由电容、电感等储能元件组成。其作用是尽可能将单向脉动电压中的交流成分滤掉,使输出电压成为较平滑的直流电压。 4稳压电路 稳压电路的作用是采取某些措施使输出的直流电压在电网电压或负载电流发生变化时能保持稳定。,8.2 整流电路,利用二极管的单向导电性把交流电压变换为单向脉动电压的电路称为整流电路。,8.2.1单相半波整流电路,图8-2 单相半波整流电路,1工作原理,设将整流二极管视做理想二极管,正向电阻为0,反向电阻为无穷大。输入电压为正弦交流电压u1如图8-2(b)所示,当输入电压u1正半周时,极性上正下负,二极管承受正向
2、电压导通,此时负载上的电压为uo;当输入电压u1负半周时,极性上负下正,二极管承受反向电压截止,输出电压为0。即u正半周,UaUb,二极管VD导通;u负半周,UaUb,二极管VD截止;输出波形如图8-2(b)所示,iD电流和负载电压波形相似,二极管的电压和输出电压刚好相反。,2 单相半波整流电路的指标,脉动电压的平均值,整流二极管的平均电流(负载电流),二极管承受最大反向电压为,8.2.2单相桥式整流电路,图8-3 桥式整流电路、等效图及波形图,1 工作原理,当变压器二次侧电压u2为正半周期(即上正下负)时,二极管VD1和VD3导通,VD2和VD4截止,电流i1的通路为aVD1RLVD3b,这时负载电阻RL上得到一个正弦半波电压如图8-3(c)中(0)所示。当变压器二次侧电压u2为负半周期(即上负下正)时,二极管VD1和VD3反向截止,VD2和VD4导通,电流i2的通路为bVD2RLVD4a,同样,在负载电阻上得到一个正弦半波电压,输出波形如图8-3(c)所示。,2 单相桥式整流电路的指标,电压平均值,平均电流,整流管承受的最大反向电压,8.2.3二极管的选择,二极管在电路中通过的平均
3、电流ID和在电路中承受的最高反向电压URM,是二极管选用时应注意的两个主要参数。通过查参阅手册中二极管的参数:最大整流电流iF和反向工作峰值电压UR,就可以选择满足要求的二极管。,1、单相半波整流电路,2、单相桥式整流电路,【例8-1】有一单相桥式整流电路,接到电压为220V的正弦工频交流电源,已知负载电阻RL=50,负载电压Uo=100V。试根据电路要求选择整流二极管。,解:,整流电流的平均值为,流过二极管的平均电流为,变压器二次侧电压有效值为,考虑到变压器二次侧绕组及二极管上的压降,变压器二次侧电压一般应高出(5%10%)U2即,每只二极管截止时承受的最高反向电压为为,8.3 滤波电路,8.3.1电容滤波电路,1 电路结构,a) 电容滤波电路 b) 滤波电路输入输出波形 图8-4 电容滤波电路,2 工作原理,设电容器事先未充电,在u2的正半周时,二极管VD1、VD3导通,忽略二极管正向压降,则uo=u2,这个电压一方面给电容充电,一方面产生负载电流Io,电容C上的电压与u2同步增长,当u2达到峰值后开始下降,而uC = u2max u2,故二极管截止。如图8-4(b)所示的峰值A点
4、之后,电容C以指数规律经RL放电,uC逐渐下降。当放电到B点时,u2经负半周后又开始上升,当u2 uC时,电容再次被充电并逐步跟随u2达到峰值C点,然后又因uC u2二极管截止,电容C再次经RL放电。这样,在输入正弦电压的一个周期内,电容器充电两次,放电两次,反复循环。通过这种周期性充放电,以达到滤波效果。,由于电容的不断充放电,使得输出电压的脉动性减小,而且输出电压的平均值有所提高。输出电压平均值uo的大小,显然与RL、C的大小有关,RL愈大,C愈大,电容放电愈慢,uo愈高。在极限情况下,当RL=时,uo=uC=u2max,不再放电,输出电压稳定在一个很高的值。当RL很小时,C放电很快,甚至与u2同步下降,则uo=0.9u2,即RLC对输出电压的影响很大,由此可见电容滤波电路适用于负载较小的场合。当满足RLC (35)T/2时,则输出电压的平均值为uo=u2(半波)或uo=1.2u2(全波)。使用单相桥式整流、电容滤波时的直流电压一般为:,3 电容滤波器的特点,电容滤波简单,滤波效果较好,缺点是外电路特性较差,负载电流不能过大,否则会影响滤波效果,所以电容滤波适用于负载变动不大、电流
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