电工学第19章

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1、第19章直流稳压电源在工业生产和科学实验中，许多场合都需要用直流电源供电。为了得到直流电，除了用直流发电机发电外，目前广泛采用各种半导体直流电源。交流电源直流负载变压滤波稳压整流utoutoutoutouto1.整流变压器：将交流电源电压变换为符合整流需要的电压。本章主要内容：整流电路滤波电路稳压电路2.整流电路：将交流电变换为单向脉动的电压；整流元件是具有单向导电性的二极管或晶闸管。3.滤波器：减小整流电流的脉动程度，以适合负载的需要；滤波元件是电容或电感。4.稳压环节：在交流电源电压波动或负载变

2、动时，使直流输出电压稳定；稳压主要元件是稳压管。19·1整流电路19·1·1单相半波整流电路负载电阻RL上的整流电压uo通过负载RL的整流电流io设变压器副边电压若忽略二极管的导通压降，u>0，D导通，uo=u；u<0，D截止，uo=0。~TrabRLDuiououtOuo,ioOtio23uo半波整流电压半波整流电流半波整流电压的平均值半波整流电流的平均值二极管正向导通时的正向平均电流IDIO二极管反向截止时承受的最高反向电压选择二极管型号时:最大整流电流IOM>ID反向工作峰

3、值电压URWM>UDRM[例题]有一单相半波整流电路,负载电阻为750,变压器副边电压为20V。试求UO,IO及UDRM,并选用二极管。[解]选择二极管2AP4(16mA,50V)~RLDuiouo19·1·2单相桥式整流电路RL～～abRLD1D2D3D4uiouo全波整流电压全波整流电流utOuo,ioOtio23uou>0时，D1和D3导通，D2和D4截止，电流通路：aD1RLD4b，uo=u；u<0时，D2和D4导通，D1和D3截止，电流通路：bD2R

4、LD4a，uo=-u；半波整流电压的平均值半波整流电流的平均值二极管反向截止时承受的最高反向电压二极管正向导通时的正向平均电流[例题]负载电阻RL=80,负载电压UO=110V。今采用单相桥式整流电路,试选择合适的二极管。D1RL+uo-D2D3D4+u-~[解]选择二极管2CZ11C(1A,300V)常见的几种整流电路整流电流平均值IO电路整流电压uo的波形整流电压平均值UO二极管平均电流ID二极管最高反向电压UDRM单相半波整流单相全波整流单相桥式整流tOuotOuotOuo19·2滤波器

5、19·2·1电容滤波器(C滤波器）C~abRLDuuo+接有电容滤波器的单相半波整流电路tOuomnmD导通D截止tOuoD导通D截止接电容滤波后，在二极管导通时,电源电压u一方面给负载供电，同时对电容充电。在忽略了二极管正向压降的情况下，充电电压uC与上升的正弦电压一致,当电源电压u达到最大值时,uC也达到最大值。而后u开始按正弦规律下降，使uuC时，二极管再行导通，重复上述过程。电容器两端的电压uC,即为输

6、出电压uO，可见经过电容滤波后，输出电压的脉动大为减小，并且电压较高。空载并忽略二极管正向导通压降的情况下：输出电压随着负载的增加(RL减小，IO增大)，放电时间常数RLC减小，放电加快，UO下降。IOUOO0.45U无电容滤波有电容滤波一般要求，输出电压UO=U(半波）UO=1.2U(全波)电容滤波电路简单，脉动较小，输出电压较高，但输出特性差，且有电流冲击。一般用于要求输出电压较高，负载电流较小且变化也小的场合。滤波电容的数值在几十微法到几百微法，通常采用极性电容器。[例题]单相桥式整流滤波电路

7、，电源频率f=50Hz，负载电阻RL=200，直流输出电压UO=30V，试选择整流二极管及滤波电容器。RLCUOu选择二极管2CP11(100mA,50V)(2)选择电容器(1)选择整流二极管[解]选择电容器250F，50V19·2·2电感电容滤波器(LC滤波器）适用于电流较大、输出电压脉动很小的场合，更适合于高频滤波。LRLCUOu19·2·3型滤波器适合于负载电流较小、而又要求输出电压脉动很小的场合。LRL+C+Uo-+C+u-LRL+C+Uo-+C+u-19·3直流稳

8、压电源在精密电子测量仪器、自动控制、计算装置等许多场合，都要求有很稳定的直流电源供电，而经整流和滤波后的电压往往会随交流电源的波动和负载的变化而变化，引起测量和计算误差以及控制装置工作不稳定，甚至根本无法正常工作。19·3·1稳压管稳压电路(1)交流电源电压波动(负载一定)~+CRL+UI-+UO-DZ+UZ-RIRIZIO+UR-①交流电源电压增加UI增加UO(UZ)增加IZ显著增加UR增加，以抵偿UI的增加，从而使UO保持不变；②交流电源电压减小UI减小