第8章电力电子技术.doc

PAGE PAGE 6 第八章 电力电子技术 第一节 半导体直流稳压电源 [本节重点]：整流电路、滤波电路和稳压电路的基本组成和工作原理 [本节难点]：整流电路、滤波电路和稳压电路的基本组成和工作原理 [复习导入]： [讲授新课]： 一、基本概念 1．变压器：将电网电压变换为符合整流电路所需要的交流电压。 2．整流电路：利用具有单方向导电性能的半导体器件，将交流电压整流成单方向脉动的直流电压。 3，滤波电路：滤掉单向脉动电压中的交流成分，保留直流分量，尽可能供给负载平滑的直流电压。 4．稳压环节：在交流电压波动或负载变化时，通过此电路使输出的直流电压稳定。 二、 整流电路 整流电路就是利用二极管的单向导电性将交流电转换成脉动的直流电的电路。如果整流电路输入的是单相交流电，则为单相整流电路，如果整流电路输入三相交流电，则称为三相整流电路。下面只介绍单相整流电路。 1. 单相半波整流电路 电路结构 单相半波整流电路由整流变压器、整流元件及负载电阻组成。 工作原理 整流变压器将原边的电网电压变换为整流电路所要求的交流电压。设 将整流二极管看成理想二极管，正向电阻为零，反向电阻为无穷大。当输入电压正半周时，极性上正下负，二极管承受正向电压导通，此时负载上的电压；当输入电压负半周时，极性上负下正，二极管承受反向电压截止，输出电压。 各电量计算 由输出波形可以看到，负载上得到的整流电压、电流虽然是单方向的，但其大小是变化的，这就是所谓单向脉动电压，常用一个周期的平均值来衡量它的大小。这个平均值就是它的直流分量。测量它的大小应该用直流电压表。 式表示单相半波整流电路输出电压和输出电流平均值与输入电压有效值的关系。 电路中通过整流二极管的平均电流就是负载电流 整流二极管承受的最高反向电压为变压器副边交流电压的最大值，即 （4）元件选择 二极管在电路中通过的平均电流和在电路中承受的最高反向电压，查手册中二极管的参数：最大整流电流和反向工作峰值电压，就可以选择满足要求的二极管。为了使用安全，一般选 单相半波整流电路虽然简单，但输出波形脉动成分大，变压器利用率低。目前广泛使用的单相整流电路是桥式整流电路。 2．单相桥式整流电路 （1）电路结构 单相桥式整流电路由整流变压器、四个整流二极管构成的整流桥及负载电阻组成。 （2）工作原理 设 ，当输入电压正半周时，极性上正下负，a点电位高于b点电位，二极管, 承受正向电压导通，, 承受反向电压截止，电流由a点经形成回路，如图中实线箭头（）所示。此时负载上的电压；当输入电压负半周时，极性上负下正，b点电位高于a点电位，二极管, 承受正向电压导通，, 承受反向电压截止，电流由b点经形成回路，如图中虚线箭头（）所示。此时负载上的电压。由此可见，桥式整流电路中负载上的电压在输入电压的正、负半周都存在，且为方向不变，大小变化的单向脉动电压。 （3）各电量计算 显然，桥式整流电路输出电压的平均值比半波整流时增加了一倍，即 输出电流也增加了一倍，即 变压器副边的电流仍为正弦波，其有效值 因为电路中每两个整流二极管串联导电半周，所以，每个二极管通过的平均电流是负载电流的一半，即 从电路中可以看出，截止的整流二极管承受的反向电压即为变压器副边交流电压，其最大值为