数电05直流稳压电源.ppt

第五章直流稳压电源 The End * 在生产、生活和科学实验中，主要采用交流电，但在某些场合，例如电解、电镀、蓄电池的充电、直流电动机等，都需要直流电源供电。此外，在电子线路和自动控制装置中还需要用非常稳定的直流电源电压。为了得到直流电，除了用直流发电机外，目前广泛采用各种半导体直流电源。 半导体直流电源由整流变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路等环节组成。 整流变压器Tr：将交流电源电压u1变换为符合整流要求的交流电压u2。 滤波电路：将单向脉动直流电压u3变换为脉动较小的直流电压u4。 整流电路：将交流电压u2变换为单向脉动的直流电压u3。 稳压电路：在交流电源电压波动及负载变化时，使直流输出电压uo稳定。 整 流 电 路 滤 波 电 路 稳 压 电 路 u1 u2 u4 uo u3 Tr §1 整流电路 整流电路的作用是将交流电压变换为单向脉动的直流电压。常见的小功率整流电路有：单相半波、全波、桥式和倍压整流等，这些整流电路主要应用在电子仪器中。在要求整流功率较大的场合，采用单相整流电路，会造成三相电网负载的不平衡，影响供电质量，这时应采用三相桥式整流电路。 在整流电路中，整流元件为二极管，为分析问题简单起见，可把二极管当作理想元件来处理，即二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。 1 单相半波整流电路 忽略二极管正向压降，则 uo=u + - 所以 uo=0 - + u0时： 二极管正向导通， io≠0 u0时： 二极管反向截止， io=0 ～ u a Tr b D RL uo io ～ u a Tr b D RL uo io ～ u a Tr b D RL uo io ?t uo io ?t u ? 2? 3? uo、io的波形与平均值 二极管的平均电流 二极管的最高反向电压 2 单相桥式整流电路 u0时： D1、D3正向导通，D2、D4反向截止， io0 ，uo=u0 D4 D2 D1 D3 RL a b ～ u Tr uo io + - u0时： D2、D4正向导通，D1、D3反向截止， io0 ，uo=-u0 D4 D2 D1 D3 RL a b ～ u Tr uo io - + ?t ?t u ? 2? 3? uo、io的波形与平均值 uo io D4 D2 D1 D3 RL a b ～ u Tr uo io 二极管的平均电流 二极管的最高反向电压 例 已知负载电阻RL=80?，负载电压Uo=110V，采用桥式整流电路，交流电源电压为380V，如何选择整流二极管？ 解 可选用2CZ11C型二极管，其最大整流电流为1A，反向工作峰值电压为300V。 考虑到变压器副绕组及管子上的压降，变压器的副边电压大约要比计算值高出10%，所以 §2 滤波电路 交流电压经整流后输出的是单向脉动的直流电压，其中既含有直流成分又含有交流成份。滤波电路的作用是利用电容元件两端电压不能跃变或电感元件中电流不能跃变的特性, 将电容元件与负载并联或将电感元件与负载串联，滤掉整流输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到输出电压平滑的目的。 1 单相半波带电容滤波的整流电路 uo ～ u a Tr b D RL C + uC ?t u ? 2? 3? D 导 通 D 截 止 ?t uo D截止 C放电 ?t uo O b c a D导通 C充电 d O～a段：D导通，电源对C充电，uo=uC=u； a～b段：从a点开始，u和uC都开始下降，u按正弦规律下降，uC按指数规律下降，开始uC下降速度大于u，所以D导通，uo=uC=u； b～c段：从b点开始， u下降速度大于uC ，所以D截止， uo=uC，按指数规律变化，变化快慢决定于?=RLC； c～d段：uuC，D又导通，uo=uC=u，重复上一周期。 uo ～ u a Tr b D RL C + uC ?t u ? 2? 3? ?t uo O ?t uo 无电容滤波 带电容滤波 带电容滤波时， uo的脉动大为减小，其平均值Uo增大。 uo ～ u a Tr b D RL C + uC ?t uo O ?t uo 无电容滤波 带电容滤波 在空载时： 随着负载的增大（ RL ↘），放电时间常数?=RLC ↘ ，放电加快，所以Uo ↘。 uo ～ u a Tr b D RL C + uC 通常规定： 单相半波带电容滤波的整流电路—— 单相全波带电容滤波的整流电路—— 单相半波带电容滤波整流电路的特点 一般取 (T：电源电压的周期