直流稳压电源的组成和功能演示文稿

Ta
D
io uo
u1
u2
RL uo
t
0 2
b
Uo
=1
2
2
0 uo
d
(t
)
=
1
2
0
=
2U2
0.45U2
2U2 sin td (t)
Io= Uo /RL =0.45 U2 / RL
二极管上的平均电流及承受的最高反向电压：
uD
T
D
io uD
u1
t
u2
RL
uo
0
2
UDRM
二极管上的平均电流： ID = IO 承受的最高反向电压: UDRM= 2U2
2t U二2 极管平均电流：ID=Io/2
集成硅整流桥：
+ –
~+~-
u2 –
+ uo
(4) 整流电路的主要参数
(a)整流输出电压的平均值
uo
负载电压 Uo的平均值为:
t 0 2
U o
=
1 2π
2π 0
u
o
d
( t
)
负载上的(平均)电流:
Io =
Uo RL
(b)脉动系数Ｓ
uo
t 0 2
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： 0 2
t
U DRM = 2 2U2
(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 u2
直流稳压电源的组成和功能演 示文稿
优选直流稳压电源的组成和功 能
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 三相
半波 全波
桥式 倍压整流
二极管 可控硅
本课主要介绍： 单相半波整流，单相全波整流，单相桥式整流
15.2 单相整流电路
(1)单相半波整流电路
+ –
u1
Ta + u2
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:
uo =
2
2U 2 (
4
3
cos
2
t
4
15
cos
4
t
4
35
cos 6
t )
基波
基波峰值
4 2U 2 S = U o1M = 3π = 2 0.67
U o 2 2U 2 3
π
输出电压平均值
输出电压 平均值Uo与时间常数 RLC 有关
RLC 愈大 电容器放电愈慢 Uo(平均值)愈大
一般取
=
RLC
(3 ~
5) T 2
(T:电源电压的周期)
近似估算: Uo=1.2U2
Io= Uo/RL
流过二极管瞬时电流很大
RLC 越大 Uo越高负载电流的平均值越大 ; 整流管导电时间越短 iD的峰值电流越大 二极管承受的最高反向电压
u1 u1
D4
u2
D1
D3
C
S uo
D2
RL
b
桥式整流电容滤波电路
a
u1 u1
D4
u2
D1
D3
C
S uo
D2
RL
b
RL未接入时(忽略整流电路内阻) u2
设t1时刻接 通电源
整流电路为 电容充电
t1
uo
充电结束
没时有的t电输容出
uc
波形
t
u1 u1
D4
u2
D1
D3
C
S uO
D2
RL
bቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
RL接入（且RLC较大）时 (忽略整流电路内阻ro) u2
uO
t 加入滤波电容
时的波形
无滤波电容
时的波形
t
uo
t
u2上升， u2大于电容 上的电压uc，u2对电容充电，
uo= uc u2
u2下降， u2小于电容上的电压。 二极管承受反向电压而截止。 电容C通过RL放电， uc按指数 规律下降，时间常数 = RL C
u1 u1
D4
u2
D1
D3
C
D2 b
u2
(c)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。
例如： 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>ID)
二极管截止时两端承受的最大反向电压：
uo
–
b D2
uD1
忽略二极管正向压降
0 ~ ： uD2 = 2u2
uD2 2U2m
3
t 4
输出电压平均值（Uo）,输出电流平均值（Io )：
Ta
D1
u1
u2 io RL
uo
t
u2 uo
0 2
b
Uo
=
1
0
uo
D2
d (t
)
=
1
0
2U2 sin td (t)
2 =
2U2
0. 9 U2
Io= Uo /RL =0.9 U2 / RL
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
t
Uo=0.9U2
t 负载电流平均值:
uD2,uD3
t Io= Uo /RL =0.9 U2 / RL
uD1,uD4
二极管最大反向电压：U DRM =
RL uo
uo
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
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
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
u2
u2>0 时
D io
RL
u2 >0 时:
二极管导通，忽略二
极管正向压降，
uo
uo=u2
–
b
u2<0时:
二极管截止, uo=0
为分析简单起见，把二极管当作理想元件处理，即 二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。
单相半波整流电压波形 u2
uD
Ta
D
0
uo
u1
u2
RL uo
b
uD
2
3
t 4
输出电压平均值（Uo）,输出电流平均值（Io )： uD
U RM = 2U 2 （选购时：反向峰值电压 2URM)
15.3 滤波电路
交流 整流 电压
脉动
滤波
直流电压
直流 电压
滤波电路的结构特点: 电容与负载 RL 并联，或 电感与负载RL串联。 L
C
RL
RL
(1)电容滤波电路
(a)电容滤波原理
以单向桥式整流电容滤波为例进行分析， 其电路如图所示。
a
只有整流电路输 出电压大于uc时， 才有充电电流。 因此二极管中的 uo 电流是脉冲波。
S uo
RL
t
二极管中的 电流
t
u1 u1
D4
u2
D1
D3
C
S uo
D2
RL
b
RL接入（且RLC较大）时 (考虑整流电路内阻ro)
u2 电容充电时，
电容电压滞后
t
于u2。
RLC越小，输
uo
出电压越低。
t
(b)电容滤波电路的特点
(2)单相全波整流电路
+ – + –
Ta
D1
+
u1
u2– io RL
u+2 uo
–
b D2
原理：
变压器副边中心抽头， 感应出两个相等的电压u2
当u2正半周时， D1导通， D2截止。 当u2负半周时， D2导通， D1截止。
单相全波整流电压波形
Ta
D1
u2 U2m
+
u1
u2
io
–
RL +
0
2
u2 + uo