电子技术 模拟部分 第三篇 直流电源.ppt

* 第三章 直流电源 u1 u2 u3 u4 uo 直流电源原理框图 直流电源至少包括变压、整流、滤波、稳压四个环节； u2 u3 u4 uo 变压 整流 滤波 稳压 变压：变换电网电压 整流：交流电压变换为脉动电压 滤波：滤掉整流输出中的谐波成分，变为较平滑的直流电压 稳压：稳定输出电压使其基本不受电网电压或负载波动的影响 第一节 整 流 电 路 一、单相桥式整流电路 RL uo V1 V2 V3 V4 io a b u2 u1 1、工作原理 u2 io ? 2? 3? uo 1)、 u2 正半周， V1 、 V3 导通， V2 、 V4 截止， io 方向为 a V1 RL V3 b ; 2)、 u2 负半周， V2 、 V4 导通， V1 、 V3 截止， io 方向为 b V2 RL V4 a ; 2、有关参数的计算 ① 脉动电压uo的平均值 设u2 = 2 U2 sin?t Uo = 1/2 ?∫ 0 2? uo d(?t ) = 1/?∫ 0 ? 2U2 sin?t d(?t ) = 0.9 U2 ②脉动电流（负载电流）平均值 Io = Uo RL = 0.9 U2 RL ③二极管平均电流 ID = Io / 2 ④二极管最高反向电压 UDRM = U2m = 2 U2 ⑤变压器二次电压有效值 U2 = Uo / 0.9 = 1.11 Uo ⑥变压器二次电流有效值 I2 = U2 / RL = 1.11 Uo / RL = 1.11 Io 在单相整流电路中（表3-1），单相桥式整流电路对电源变压器 的利用率高，二极管最大反向电压低，输出电压高，脉动程度小； 因此，常用于小功率直流电源中； 例、交流电源电压为220V，负载电阻RL=50?，现在要求使用单相 桥式整流电路输出 24V 直流电压驱动RL， 则如何选二极管？ 变压器的变比和容量又如何？ 1、二极管的选择 IF ≥ ID，URM ≥ UDRM ID = 0.5 IO = 0.5( UO / RL )= 240mA; UDRM = 2 U2 = 2 ? ( UO / 0.9 ) ? 1.1 = 41.4 V 二极管参数要求： IF ≥ 240mA，URM ≥ 41.4 V 查附录二： 2、变比与容量： K= U1 / U2 S = U2 I2 ∵ U2 = ( UO / 0.9 ) = 27.1 V ∴ K = 220 / 27.1 ≈ 7.9 ∵ I2 = 1.11 ? IO ≈ 0.53 A ∴ S = U2 I2 = 29.3V ? 0.53 A ≈ 15.53 VA 第二节 滤 波 电 路 一、电容滤波电路 RL uo V1 V2 V3 V4 io a b u2 u1 1、工作原理 uo 未并联电容 C uC ? 2? 3? uC 并联电容后uo = uC 二极管电流 ID ID (1)电容选取： 大小：? = RLC≥（3~5）T/2 耐压：≥ 2 U2 (开路电压最大值) (2) UO = 1. 2 U2 (3) IO = UO / RL (4) ID = IO / 2 (5) UDRM = 2 U2 例、交流电源频率为50HZ，要求使用单相桥式整流滤波电路输出 30V 直流电压、300mA直流电流， 则如何选整流、滤波元件？ 1、整流二极管的选择 IF ≥ ID ，URM ≥ UDRM ID = 0.5 IO = 150 mA; UDRM = 2 U2 = 2 ? ( UO / 1.2 ) = 35 V 二极管参数要求： IF ≥ 150 mA，URM ≥ 35 V 查附录二： 2、选择滤波电容 T = 1/ f = 0.02 s 取 ? = RLC = 5 ? T/2 = 0.05 s ∵ RL = UO / IO = 100 ? ∴ C = ? / RL = 5? 10-4 F 耐压 ≥ 2 U2 = 35 V 第三节 串联型稳压电 路 R1 R2 V3 R3 R4 RP RL Ui Uo UZ V1 V2 串联型稳压电路由取样环节、 基准电压、放大环节和调整环节 四个部分组成； 取样环节