直流稳压电源 ppt课件

直流稳压电源
第十章 直流稳压电源
2
本章内容：
重点与难点： 1、直流电源的组成 2、整流电路的结构、原理及性能指标 3、滤波电路的工作原理及性能指标 4、串联稳压电路的工作原理 5、开关稳压电路
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10.1 直流电源的组成及各部分的作用
在工业生产和日常生活中，许多电气设备和 家用电器中，通常需要电压电流稳定的直流电源 供电，而电网提供的通常为单相220伏或三相 380伏的交流电源；
Io(AV)= Uo(AV) /RL =0.45 U2 / RL
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二极管上的平均电流及承受的最高反向电压：
uD
Ta
D
io uD
u1
u2
RL
uo
0
2
t
b
UDRM
二极管上的平均电流： ID = IO 承受的最高反向电压: UDRM= 2U2 应用时选择反向耐压≥1.1UDRM的整流二极管。 10
脉动系数S：输出电压的基波峰值UO1M与平均电压 UO(AV)之比。
U O1 M 1 2 2 2 U 2 co tc so td (st2 )U 2 2
U2
S UO1M 2 1.57
UO( AV)
2
U2
2
纹波系数Kγ：输出电压交流分量有效值与输出电压 平均值之比。
K
UO U O( AV )
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2.单相全波整流电路
Ta
D1
原理：
+ – + –
u1
14
二极管上的平均电流及承受的最高反向电压：
Ta
D1
u1
u2 io RL u2 uo
二极管上的平均电流：
ID
1I 2
o
b D2
uD
二极管承受的最高反向电压：
t
0 2
U DRM 2 2U2
15
3. 单相桥式整流电路
组成：由四个二极管组成桥路
T
u1
D3
u2
D1
D4
D2
D1 D2 u2
D3 D4
RL uo
21
uo
(2). 脉动系数Ｓ
t
0 2
S定义：整流输出电压的基波峰值Uo1M与Uo平均值 之比。S越小越好。
用傅氏级数对全波整流的输出 uo 分解后可得:
u o 2 U 2 (2 3 4 c2 o t 1 s 4c 5 4 o t 3 s 4c 5 6 o t ) s
基波
基波峰值
4 2U2 S Uo1M 3π 2 0.67
Uo 2 2U2 3
π
输出电压平均值 22
(3)二极管平均电流与反向峰值电压
平均电流(ID)与反向峰值电压(UDRM)是选择整流管 的主要依据。
在桥式整流电路中，每个二极管只有半周导通。因此，
流过每只整流二极管的平均电流 ID 是负载平均电流 的一半。
ID
1 2
Io
（选购时：二极管额定电流 1.1ID)
将交流电源通过变压、整流、滤波、稳压后 变为幅值稳定、电流稳定的直流电的设备称为直 流稳压电源。
输入电压为单相220V，输出电流在10A以下， 调整管工作在线性工作区的稳压电源称为小功率 线性直流稳压电源。
4
u1
整 u2 流 u3
滤 波 u4
稳 压 uo
电
电
电
路
路
路
电源变压器: 将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2。
– b
二极管截止, uo=0
7
单相半波整流电压波形 u2
uD
Ta
D
0
2
3
t 4
uo
u1
u2
RL uo
b
uD
工作效率为50%。
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主要参数：
uD
Ta
D
io uo
u1
u2
RL uo
t
0 2
b 输出电压平均值（Uo(AV)）,输出电流平均值（Io(AV) )：
UO(AV )21 02u0d(t)21 [0u0d(t)2u0d(t)] 21 [0 2U2si ntd(t)] 2 U20.4U 52
uD2
uD2 = 2u2
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主要参数：
输出T电a压平均D值1 Uo(AV)；输出电流平均值Io(AV)
u1
u2 io RL
uo
t
u2 uo
0 2
b
( ) UO(AV)
1
D 2
0 uo d t
2
2U2
0. 9 U2
1
0 2U2 sin t d (t)
Io(AV)= Uo /RL =0.9 U2 / RL
+
u–2 io RL
变压器副边中心抽头， 感应出两个相等的电压u2
+u2 uo
–
b
当u2正半周时， D1导 通，D2截止。
D2
当u2负半周时， D2导
通，D1截止。
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单相全波整流电压波形
Ta
D1
u2
u1
+
u2– io RL+
0
2
3
t 4
u2+ uo
uo
–
b D2
uD1
忽略二极管正向压降
0 ~ ：
u2
u2>0 时
u2<0 时
D1,D4导通 D2,D3截止 电流通路:
D2,D3导通 D1,D4截止 电流通路:
a D1 b D2 RLD4b RLD4a
整流输出电压平均值：
uo
uD2,uD3 uD1,uD4
t
Uo=0.9U2
t 负载电流平均值:
t Io= Uo /RL =0.9 U2 / RL
二极管最大反向电压：UDRM 2U二2 极管平均电流：ID=1Io9/2
本课主要介绍：
单相半波整流，单相全波整流，单相桥式整流
为分析方便，假设所用元件为理想元件。 6
1.单相半波整流电路
以单相半波整流电路为例说明整流电路的
工作原理。
设变压器附边输出电压有效值为U2。
+ –
u2 2U2si nt
Ta
D
当u2 >0 时:
u1
+ u2 io RL
二极管导通，uo=u2 uo 当u2<0时:
u2
RL uo
uo 16
u2正半周时电流通路
+
T
u1
D3
u2
D1
RL
D4
uo
D2
–
D1 、D4导通， D2、D3截止
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u2负半周时电流通路
T-
u1
D3
u2
D1
D4
D2
+
RL
u0
D2、D3 导通， D1 、D4截止
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单相桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形
a
D3
RL
u2
D1 D4
uo
D2 b
几种常见的硅整流桥外形： u2 –
+ uo
+ ~~ -
~+~-
+AC-
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整流电路的主要参数：
(1)整流输出电压的平均值
负载电压 Uo(AV)的平均值为:
( ) UO(AV)
1 2π
2π
0 uod
t
uo
0
2
t
22
U2
0.9U2
负载上的(平均)电流:
IO(A极管截止时两端承受的最大反向电压：
URM 2U2 （选购时：最大反向电压 1.1URM)
整流电路: 将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。
滤波电路: 将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4
稳压电路: 清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电 压uo的稳定。
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10-1 单相整流电路
整流电路的任务： 把交流电压转变为直流脉动的电压。
整流电路分类：
单相
半波 桥式
二极管
三相
全波 倍压整流 可控硅