第八章直流电源资料

－
原理：
变压器副边中 心抽头，感应 出两个相等的 电压u2
D2
当u2正半周时， D1导通，D2截止。
当u2负半周时， D2导通，D1截止。
全波整流电压波形
·
220 V
D1
1
2
·
u2
RL
·
u2
1
2
D2
u2
+0
uL －
uL
uD1
uD2
2
3
t 4
主要参数：
D1
uL
1
2
·
IL +
t
·
u2
RL uL 0 2
输出电压平均值: UL=0.9U2
3. 其它滤波电路
为进一步改善滤波特性，可将上述滤波电路组合 起来使用。
LC滤波电路
RCπ型滤波电路
L
+
+
+
+
+
+
R
+
+
u i
C
u o
u i
C1
C2
uo
-
-
-
-
+
+
+
+
§8.2 串联式稳压电路 稳压电路的作用:
交流 整流
脉动
滤波 有波纹的 稳压 直流
电压
直流电压
…………稳压电路
§8.1 小功率整流滤波电路
一、 单相整流电路 任务：把正弦电压转变为单向脉动的电压。
类型：有单相半波、全波、桥式和倍压整流等。
分析方法：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。
1、半波整流电路 u2
+
220V u1
D
1
2
+0
+
+ uL
u2
RL
u L
+
u2 >0 时:
–
二极管导通， uL=u2
+uD
u2<0时: 二极管截止,
uL=0
2
3
t 4
主要参数：
D
uL
+
1
2
+
t
220V u1
u2
IL +
RL
u L
0 2
+
（2）输出电流平均值Io ：
- （1）输出电压平均值UL：
+
1
UL 2
02u Ld（t）
1
2 0
2U2 sin td（t）
·
u2
1
2
D2
（4）二极管承受的最高反向电压：
U RM 2 2U 2
3、桥式整流电路
（1）组成：由四个二极管组成桥路
+
+
4
+ D4
D1
+
220V u1
+
u2 3
– D3
1
RL u L
D2
2
-
+
（2）工作原理：
u2正半周时:
u2
D1 、D3导通， D2、D4截止uL
t t
u2负半周时： D2、D4 导通， D1 、D3截止
(b) 流过二极管瞬时电流很大 整流管导电时间越短 iD的峰值电流越大
uc= uL
RLC 较大
t
t
2. 电感滤波电路
电路结构: 在桥式整流电路与负载间串入一电感L。
L
+
4
+
D4
D1
+
220V u1
u2 3
1
D3
D2
+
2
RL u L
-
+
对直流分量: XL=0 相当于短路,电压大部分降在RL上
对谐波分量: f 越高，XL 越大,电压大部分降在电感上。 因此，在输出端得到比较平滑的直流电压。
IL= UL /RL =0.45 U2 / RL
0.45U2
（3）流过二极管的平均电流：
ID = IL
+
D
1
2
uD
+
220V u1
u2
IL +
t
RL
u L
0
2
+
+
URM
（4）二极管承受的最高反向电压： URM= 2U2
2、全波整流电路
D1
1
2
·+
· u2–
220 V
·+
u–2
1
2
+ RL uL
+
220V u1
+
+ D4
u2 3
– D3
2
4
D1
1
D2
+
+
RL u L
-
+
u2
t
uL
t
（3）主要参数： 输出电压平均值：UL=0.9U2 输出电流平均值:IL= UL/RL =0.9 U2 / RL
流过二极管的平均电流：ID=IL/2 二极管承受的最大反向电压： URM= 2U2
+
4
+ u2
D4
2 0.67 3
0 2
t
几种常见的硅整流桥外形：
交直流管脚用错将如何？ 造成短路烧毁变压器！
u2 –
+ uL
+ ~~ -
~+~-
+AC-
二、滤波电路
1. 电容滤波
+
220V u1
+
D4
u2 3
D3
4
D1
1
C
D2
2
+
+
RL u L
-
+
（1）空载（RL=∞）时： uL uC 2U2
+
uc
D1
+
t
u2 3
D3
1
RL u L uL
D2
t
+
2
-
+
脉动系数Ｓ1:
S1
U LAC UL
U LAC1 UL
基波峰值 输出电压平均值
用傅氏级数对桥式整流的输出 uL 分解后可得:
uL
2
2u2 (
4
3
cos2
t
4
15
cos4
t
4
35
cos6
t )
基波
4 2U2
uL
S1
U LAC1 UL源的组成环节及功能
整整
滤滤
稳
u1
u2
流流 电电
u3
波波 电电
u4
压 电
RL uo
u1
路路
u2
u3
路路 u4
路
uo
• 将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2………..….电源变压器 • 将正弦电压u2转换成单一方向的脉动电压u3 ………….整流电路
• 将脉动电压u3变为平滑的直流电压u4…………...…....….....滤波电路 • 清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压uo的稳定
1. 稳压原理——利用稳压管的反向击穿特性。
由于反向特性陡直，较大的电流变化，只会引起较小 的电压变化。
i
UZ
△I
△U
I zm in I zm a x
I R Uz
+
+
u Ui
IZ
Dz
-
+
+
IL +
RL
Uo -
+
稳压原理：
由图知：
UO =UZ =Ui UR U i IR
+
4
D4
D1
+
220V u1
u2 3
1
C
u L
D3
D2
2
+
-
u2＞ uC时：
u2
+
二极管导通，C充电
u2＜ uC时： 二极管截止，C放电。 uL
t uc=uL
由于RL=∞，无放电回
路，所以uC保持。
t
（2）接入RL（且RLC较大）时
+
220V u1
+
D4
u2 3
D3
4
D1
1
D2
uc C
2
u2
u2＞ uC时：
二极管导通，C充电
u2＜ uC时：
iD
二极管截止，C放电。
+
+
RL u L
-
+
uc=
uL
t
二极管中 的电流
t
电容滤波电路的特点：
(a) UL与RLC的 关系：
RLC 愈大 C放电愈慢 u2
UL(平均值)愈大 一般取：
RLC (5 10)T iD
(T:电源电压的周期)
近似估算: UL=1.2U2
直流电压
电压
一. 稳压电路的主要性能指标
输 出 电 压 ：UO f (UI ，IO ，T ) 常用以下参数来说明稳压电源的质量：
1、稳压系数
UO / UO
UI / UI
IO 0 T 0
2、输出电阻
Ro
U O IO
UI 0 T 0
3、温度系数
ST
U O T
UI 0 IO 0
二. 稳压管稳压电路
－
220 V
·
u2
（1）输出电压平均值UL：
1
2
D2
（2）输出电流平均值IL ：
1
UL 2
02u Ld（t）
1
0
2U2 sin td（t）
IL= UL /RL =0.9 U2 / RL
0.9U2
（3）流过二极管的平均电流：
ID = IL/2
uD
D1
1
2
t
·
·
u2
+
RL
uL －
0 2
220 V