电工学简明教程第十二章第二版课件.pptVIP

电 工 与 电 子 技 术 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 O t u O t u O t u O t u O t u 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。 图中各环节的功能如下： 1. 整流变压器　将交流电源电压变换为符合整流需要的电压。 2. 整流电路　将交流电压变换为单向脉动电压。 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 RL io D4 D3 D2 D1 ~ + u ? + uo ? 3. 滤波器： 减小整流电压的脉动程度。 4. 稳压环节：在交流电源电压波动或负载变动时，使直流输出电压稳定。为符合整流需要的电压。 RL io 工作原理： 在 u 的正半周， D1 和 D3 导通，D2 和 D4 截止(相当于开路)电流的通路如图中红色箭头所示。 D4 D3 D2 D1 ~ + u ? + uo ? + – RL D4 D3 D2 io D1 在 u 的负半周，D2 和 D4 导通， D1和 D3 截止(相当于开路)，电流的通路如图中绿色箭头所示。 ~ + u ? + uo ? + – 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。 ?t o ?t o ?t o ?t o ? 2? 3? ? 2? 3? Im ? ? 2? 2? 3? 3? uD1 uD3 uD4 uD2 uO u uD iO 由于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 ? RL io ~ + u ? 　　[例 1] 已知负载电阻 RL = 80 ?，负载电压 UO = 110 V。今采用单相桥式整流电路，交流电源电压为 380 V。(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 122 ? 1.1 = 134 V。于是 　　因此可选用 2CZ55E 晶体二极管，其最大整流电流为 1 A，反向工作峰值电压为 300 V。 (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(300 V · A)，380/134 V 的变压器。 返回 电容 充电 电容 放电 二极管导通时给电容充电，二极管截止时电容向负载放电； 12.2.1 电容滤波器(C 滤波器) 电容滤波器的组成和工作原理，如下图所示。 RL D1 D4 D3 D2 io C 滤波后输出电压 uo 的波形变得平缓，平均值提高。 12.2 滤波器 ~ + uo= uc ? + u ? 经 C 滤波后 uO 的波形 ?t uO t t t? ? t O ? 2? 可见放电时间常数 ? = RLC越大，脉动越小，输出电压平均值越高，一般要求 式中 T 是 uO 的周期。这时，UO ? 1.2U [例 1] 有一单相桥式电容滤波整流电路，已知交流电源频率 f = 50 Hz，负载电阻 RL = 200 ?，要求直流输出电压 UO = 30 V，选择整流二极管及滤波电容器。 [解] (1)选择整流二极管 流过二极管的电流 取 UO = 1.2U， 所以变压器二次侧电压的有效值为 二极管所承受的最高反向电压 因此可选用 2CZ52B 型二极管，其最大整流电流为100 mA，反向工作峰值电压为 50 V。 (2)选择滤波电容器 选用 C = 250 ?F ，耐压为 50 V 的极性电容器。 RL L C ~ + u ? 12.2.2 电感电容滤波器(LC 滤波器) 当通过电感线圈的电流发生变化时，线圈中要产生自感电动势阻碍电流的变化，因而使负载电流和负载电压的脉动大为减小。频率越高，电感越大，滤波效果越好，而后又经过电容滤波，使输出电压更为平直。 返回 12.3 直流稳压电源 12.3.1 稳压管稳压电路 RL C R IR IZ DZ Io + Uo ? + UI ? ~ + 引起电压不稳定的原因是交流电源电压