直流电源(模电)课程课件.ppt

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1、第十章直流电源模拟电子技术基础1第十章直流电源§10.1直流电源的组成及各部分的作用§10.2整流电路§10.3滤波电路§10.4稳压二极管稳压电路§10.5串联型稳压电路§10.6集成稳压电源2电源变压器:将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2。整流电路滤波电路稳压电路u1u2u3u4uo整流电路滤波电路稳压电路整流电路:将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。滤波电路:将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4。稳压电路:清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压uo的稳定。§10.1直流电源的组成及各部分的作用3整流电路的任务：把交流电压转变为直流脉动的电压

2、。§10.2整流电路常见的小功率整流电路，有单相半波、全波、桥式和倍压整流等。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。410.2.1整流电路的分析方法及其基本参数u2>0时，二极管导通。iLu1u2aTbDRLuo忽略二极管正向压降：uo=u2一、工作原理5u1u2aTbDRLuoiL=0u2<0时，二极管截止,输出电流为0。uo=06图10.2.2半波整流电路的波形图输出电压波形：半波整流仿真7(1)输出电压平均值Uo（AV）：二、主要参数图10.2.3单相半波整流电路输出电压平均值8(4)二极管上承受的反向最高

3、电压：(2)负载电流的平均值：(3)二极管电流的平均值：(5)脉动系数S：S定义：整流输出电压的基波峰值UO1M与平均值UO(AV)之比。9三、二极管的选择1010.2.2单相桥式整流电路桥式整流电路+-u2正半周时电流通路u1u2TD4D2D1D3RLuo一、单相桥式整流电路的组成二、工作原理11桥式整流电路-+u0u1u2TD4D2D1D3RLu2负半周时电流通路12u2>0时D1,D3导通D2,D4截止电流通路:AD1RLD3Bu2<0时D2,D4导通D1,D3截止电流通路:BD2RLD4A输出是脉动的直流电压！u2桥式整流电路输出波形及二极

4、管上电压波形uD4,uD2uD3,uD1uou2D4D2D1D3RLuoAB桥式整流仿真13图10.2.5单相桥式整流电路的习惯画法14几种常见的硅整流桥外形：+AC-~+~-~+-~151.整流输出电压平均值Uo（AV）3.二极管电流的平均值ID（AV）三、主要参数2.输出电流平均值Io（AV）164.反向峰值电压二极管截止时两端承受的最大反向电压：用傅氏级数对全波整流的输出uo分解后可得:5.脉动系数S17四、二极管的选择1810.2.3单相全波整流电路的工作原理u1u2aTbD1RLuoD2u2iL(4)uo平均值Uo：Uo=0.9U2(1)输出电压波形：(

5、2)二极管上承受的最高电压：uo(3)二极管上的平均电流：19§10.3滤波电路滤波电路的结构特点:电容与负载RL并联，或电感与负载RL串联。交流电压脉动直流电压整流滤波直流电压原理：利用储能元件电容两端的电压(或通过电感中的电流)不能突变的特性,滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。2010.3.1电容滤波电路以单相桥式整流电容滤波为例进行分析，其电路如图所示。一、滤波原理桥式整流电容滤波电路au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+–21au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+–1.RL未接入时(忽略整流电路内

6、阻)u2tuot设t1时刻接通电源t1整流电路为电容充电充电结束没有电容时的输出波形仿真222.RL接入（且RLC较大）时(忽略整流电路内阻)u2tuot电容通过RL放电，在整流电路电压小于电容电压时，二极管截止，整流电路不为电容充电，uo会逐渐下降。au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+–仿真23u2tuot电容充电时，电容电压滞后于u2。整流电路的输出电流RLC越小，输出电压越低。3.RL接入（且RLC较大）时(考虑整流电路内阻)au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+–24二、输出电压平均值图10.3.3电容滤波电路输出电压平均值的分析25根

7、据相似三角形可得26当当三、脉动系数27u2t只有整流电路输出电压大于uo时，才有充电电流iD。因此整流电路的输出电流是脉冲波。au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+–iD可见，采用电容滤波时，整流管的导通角较小。四、整流二极管的导通角uot整流电路的输出电流iD28五、电容滤波电路的输出特性和滤波特性结论：电容滤波电路适用于输出电压较高，负载电流较小且负载变动不大的场合。输出波形随负载电阻RL或C的变化而改变,Uo和S也随之改变。如:RL愈小(IL越大),Uo下降多,S增大。29一、二倍压整流电路u2的正半周时：D1导通，D2截止，理想情况下，电容C1的

8、电压充到：