电工学简明教程(第二版)_秦增煌_第12章.ppt

第十二章：直流稳压电源 * 本章要求： 1. 理解单相整流电路和滤波电路的工作原理及 参数的计算; 2. 了解稳压管稳压电路和串联型稳压电路的工作 原理; 3. 了解集成稳压电路的性能及应用。 第12章 直流稳压电源 * 第12章　直流稳压电源 小功率直流稳压电源的组成 功能：把交流电压变成稳定的大小合适 的直流电压 u4 uo u3 u2 u1 交流电源 负载 变压 整流 滤波 稳压 * 12.1 整流电路 整流电路的作用: 将交流电压转变为脉动的直流电压。 常见的整流电路： 半波、全波、桥式和倍压整流；单相和三相整流等。 分析时可把二极管当作理想元件处理： 二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。 整流原理： 利用二极管的单向导电性 * uD O 12.1.1 单相半波整流电路 2. 工作原理 u 正半周，VaVb， 二极管D导通； 3. 工作波形 u 负半周，Va Vb， 二极管D 截止 。 1. 电路结构 – + + – a Tr D uo u b RL io u ?t O uo O * 4. 参数计算 (1) 整流电压平均值 Uo (2) 整流电流平均值 Io (3) 流过每管电流平均值 ID (4) 每管承受的最高反向电压 UDRM (5) 变压器副边电流有效值 I * 5. 整流二极管的选择 平均电流 ID 与最高反向电压 UDRM 是选择整流二极管的主要依据。 选管时应满足： IOM ?ID ， URWM ? UDRM 半波整流电路的优点：结构简单，使用的元件少。 缺点：只利用了电源的半个周期，所以电源利用率 低，输出的直流成分比较低；输出波形的脉动大； 变压器电流含有直流成分，容易饱和。故半波整流 只用在要求不高，输出电流较小的场合。 * 12.1.2 单相桥式整流电路 2. 工作原理 u 正半周，VaVb，二极管 D1、 D3 导通， D2、 D4 截止 。 3. 工作波形 uD2uD4 1. 电路结构 ? － uo uD ?t ?t RL u io uo 1 2 3 4 a b + – + – ? － u * 12.1.2 单相桥式整流电路 2. 工作原理 3. 工作波形 uD2uD4 1. 电路结构 RL u io uo 1 2 3 4 a b + – + – u 正半周，VaVb，二极 管 1、3 导通，2、4 截止 。 u 负半周，VaVb，二极 管 2、4 导通，1、3 截止 。 uo uD ?t ?t uD1uD3 ? － ? － u * 4. 参数计算 (1) 整流电压平均值 Uo (2) 整流电流平均值 Io (3) 流过每管电流平均值 ID (4) 每管承受的最高反向电压 UDRM (5) 变压器副边电流有效值 I * (1) 输出直流电压高； (2) 脉动较小； (3) 二极管承受的最大反向电压较低； (4) 电源变压器得到充分利用。 目前，半导体器件厂已将整流二极管封装在一起，制成单相及三相整流桥模块，这些模块只有输入交流和输出直流引线。减少接线，提高了可靠性，使用起来非常方便。 桥式整流电路的优点： * 解：变压器副边电压有效值 例1：单相桥式整流电路，已知交流电网电压为 220V，负载电阻 RL = 50?，负载电压Uo=100V，试求变压器的变比和容量，并选择二极管。 流过每只二极管电流平均值 每只二极管承受的最高反向电压 整流电流的平均值 考虑到变压器副绕组及二极管上的压降，变压器副边电压一般应高出 5%~10%，即取 U = 1.1 ? 111 ? 122 V * 例1：单相桥式整流电路，已知交流电网电压为 220 V，负载电阻 RL = 50?，负载电压Uo=100V， 试求变压器的变比和容量，并选择二极管。 I = 1.11 Io= 2 ? 1.11 = 2. 2 A 变压器副边电流有效值 变压器容量 S = U I = 122 ? 2.2 = 207. 8 V A 变压器副边电压 U ? 122 V 可选用二极管2CZ11C，其最大整流电流为1A，反向工作峰值电压为300V。 * 例2： 试分析图示桥式整流电路中的二极管D2 或D4 断开时负载电压的波形。如果D2 或D4 接反，后果如何？如果D2 或D4因击穿或烧坏而短路，后果又如何？ uo + _ ~ u + _ RL D2 D4 D1 D3 解：当D2或D4断开后 电路为单相半波整流电路。正半周时，D1和D3导通，负载中有电流过，负载电压uo=u；负半周时，D1和D3截止