直流稳压电源的原理与设计.pptx

会计学u2uD?t?2?3?04?DTauou1u2RLuouDb第1页/共54页 整流与滤波电路-----半波整流纯电阻负载半波整流电压波形u2 0二极管导通uo=u2u20二极管截止uo=0uDuoDioTa?t0?2?u1u2RLuob第2页/共54页纯电阻负载半波整流参数直流电压直流电流有效值电流二极管电流反向电压u2+D1?tT?2?3?04?a–uo+iou1u2RL–u2uouD1bD2uD20 ~ ?：uD2 = 2u2第3页/共54页 整流与滤波电路-----全波整流单相全波整流电压波形+uoD1Ta?tiou1?02?u2RLuou2bD2第4页/共54页单相全波整流主要参数uoT?tD1D3?u102?u2RLuoD4D2第5页/共54页 整流与滤波电路-----桥式整流桥式整流电路波形正半周D1、D4 导通， D2 、D3截止负半周D2、D3 导通， D1 、D4截止uoT?tD1D3?u102?u2RLuoD4D2第6页/共54页桥式整流电路参数uo?t?02?基波基波峰值输出电压平均值第7页/共54页脉动系数Ｓ 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:半波整流电路桥式整流电路全波整流电路第8页/共54页整流电路性能的简单对比 滤波整流LLCRLRLRL第9页/共54页二、滤波电路交流电压脉动直流电压直流电压滤波电路的结构特点:D4u1u1Su2D1uoD3CRLD2buou2tt第10页/共54页1. 电容滤波电路二极管中的电流只有整流电路输出电压大于uc时，才有充电电流。因此二极管中的电流是脉冲波。uot第11页/共54页当u2下降到 小于电容上的电压时。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比较大,放电慢.当u2上升到 大于电容上的电压uc，u2对电容充电，充电时间常数= rd C很小,每次都能充满uo= uc?D4u1u1Su2D1uoD3CRLD2buou2tt第12页/共54页RL接入（且RLC较大）时(考虑整流电路内阻)电容充电时，电容电压滞后于u2。RLC越小，输出电压越低。一般取=3-(T:电源电压的周期))RC(510TτL(c) 二极管承受的最高反向电压第13页/共54页(2)电容滤波电路的特点(a) 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)愈大近似估算:Uo=1.2U2Io= Uo/RL(b) 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的峰值电流越大稳压滤波整流交流电压脉动直流电压有波纹的直流电压直流电压第14页/共54页串联式稳压电路稳压电路的作用:常用稳压电路(小功率设备)开关型稳压二极管线性稳压电路稳压电源稳压电路第15页/共54页稳压电源类型:效率较高，目前用的也比较多，但因学时有限，这里不做介绍。电路最简单，但是带负载能力差，一般只提供基准电压，不作为电源使用。以下主要讨论线性稳压电路。第16页/共54页一. 硅稳压二极管稳压电路1. 稳压原理 利用稳压二极管的反向击穿特性。 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。 硅稳压二极管稳压电路第17页/共54页(1) 当输入电压变化时如何稳压根据电路图可知 输入电压VI的增加，必然引起VO的增加，即VZ增加，从而使IZ增加，IR增加，使VR增加，从而使输出电压VO减小。这一稳压过程可概括如下： VI↑→VO↑→VZ↑→IZ↑→IR↑→VR↑→VO↓ 硅稳压二极管稳压电路第18页/共54页 这里VO减小应理解为，由于输入电压VI的增加，在稳压二极管的调节下，使VO的增加没有那么大而已。VO还是要增加一点的，这是一个有差调节系统。第19页/共54页2.稳压电阻的计算稳压二极管稳压电路的稳压性能与稳压二极管击穿特性的动态电阻有关，与稳压电阻R的阻值大小有关。稳压二极管的动态电阻越小，稳压电阻R越大，稳压性能越好。稳压电阻R 的作用将稳压二极管电流的变化转换为电压的变化，从而起到调节作用，同时R也是限流电阻。 显然R 的数值越大，较小IZ的变化就可引起足够大的VR变化，就可达到足够的稳压效果。 但R 的数值越大，就需要较大的输入电压VI值，损耗就要加大。第20页/共54页稳压电阻的计算如下(1) 当输入电压最小，负载电流最大时，流过稳压二极管的电流最小。此时IZ不应小于IZmin，由此可计算出稳压电阻的最大值，实际选用的稳压电阻应小于最大值。即第21页/共54页 当输入电压最大，负载电流最小时，流过 稳压二极管的电流最大。此时IZ不应超过IZmax，由 此可