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时间:2020-09-26
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1、第12章直流稳压电源12.2滤波器12.3直流稳压电源12.1整流电路*12.4晶闸管和可控整流电路半导体直流电源的组成整流变压器:把交流电压变成符合整流需要的电压。u4uou3u2u1交流电源负载变压整流滤波稳压整流电路:将交流电压变换为单向脉动电压。滤波电路:减小整流电压的脉动程度,以适合负载的需要。稳压电路:在交流电源电压波动或负载变动时,使直流输出电压稳定。12.1整流电路整流电路的作用:将交流电压转变为单向脉动的直流电压。常见的整流电路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
2、无穷大。整流原理:利用二极管的单向导电性。半波、全波桥式和倍压整流单相和三相整流等12.1.1单相半波整流电路1.电路结构2.工作原理u正半周,Va>Vb,二极管D导通,uo=uu负半周,Va3、IDURWMUDRM例1有一单相半波整流电路,已知负载电阻RL=750,变压器二次侧电压U=20V,试求Uo,Io及URM,并选择二极管。解:二极管选用2AP4(16mA,50V)。半波整流的特点:优点:结构简单,使用元件少缺点:1)只利用了电源的半个周期,电源的利用率低2)输出直流成分较低3)输出波形的脉动大一般用于要求不高,输出电流较小的场合。12.1.2单相桥式整流电路1.电路结构a–++–TruoubRLio~D1D2D3D42.工作原理u正半周,Va>Vb,二极管D1、D3导通,D2、D4截止。34、.工作波形uD2uD4uouDttu12.1.2单相桥式整流电路1.电路结构a–++–TruoubRLio~D1D2D3D42.工作原理u负半周,Va5、管的电流ID和最高反向电压UDRM来选择。选管时应满足:IOMID,URWMUDRM硅桥堆~~+++~~例2:单相桥式整流电路,已知交流电网电压为220V,负载电阻RL=100,负载电压UO=12V。(1)电源变压器副边电压的有效值U应为多少?(2)整流二极管的正向平均电流ID和最大反向电压UDRM为多少?解:(1)(2)例3:试分析图示桥式整流电路中,(1)二极管D2或D4断开时负载电压的波形;(2)如果D2或D4接反,后果如何?(3)如果D2或D4因击穿或烧坏而短路,后果又如何?解:(1)当D2或D6、4断开时电路为单相半波整流电路。正半周时,D1和D3导通,负载电压uo=u;负半周时,D1和D3截止,负载中无电流通过,uo=0–++–TuouRLio~D1D2D3D4utOuoO(2)如果D2或D4接反正半周时,二极管D1、D2或D3、D4导通,电流经D1、D2或D3、D4而造成电源短路,电流很大,因此变压器及D1、D2或D3、D4将被烧坏。(3)如果D2或D4因击穿烧坏而短路正半周时,情况与D2或D4接反类似,电源及D1或D3也将因电流过大而烧坏。–++–TuouRLio~D1D2D3D412.2滤波器交流7、电压经整流电路整流后输出的是单向脉动直流,其中既有直流成份又有交流成份。滤波原理: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。方法:将电容与负载RL并联(或将电感与负载RL串联)。12.2.1电容滤波器1.电路结构–++–aTrDuo=uCubRL~C+2.工作原理u>uC时,二极管导通,电源在给负载RL供电的同时也给电容充电,uC增加。u8、utOtO二极管承受的最高反向电压为。4.电容滤波电路的特点输出电压的脉动程度与平均值Uo与放电时间常数RLC有关。RLC越大电容器放电越慢Uo越大,波形越平滑。采用电容滤波时,输出电压受负载变化影响较大,即带负载能力较差。电容滤波适合于要求输出电压较高、负载电流较小且负载变化不大的场合。近似估算取:Uo=1.2U(桥式)Uo=1.0U(半波)当负载
3、IDURWMUDRM例1有一单相半波整流电路,已知负载电阻RL=750,变压器二次侧电压U=20V,试求Uo,Io及URM,并选择二极管。解:二极管选用2AP4(16mA,50V)。半波整流的特点:优点:结构简单,使用元件少缺点:1)只利用了电源的半个周期,电源的利用率低2)输出直流成分较低3)输出波形的脉动大一般用于要求不高,输出电流较小的场合。12.1.2单相桥式整流电路1.电路结构a–++–TruoubRLio~D1D2D3D42.工作原理u正半周,Va>Vb,二极管D1、D3导通,D2、D4截止。3
4、.工作波形uD2uD4uouDttu12.1.2单相桥式整流电路1.电路结构a–++–TruoubRLio~D1D2D3D42.工作原理u负半周,Va5、管的电流ID和最高反向电压UDRM来选择。选管时应满足:IOMID,URWMUDRM硅桥堆~~+++~~例2:单相桥式整流电路,已知交流电网电压为220V,负载电阻RL=100,负载电压UO=12V。(1)电源变压器副边电压的有效值U应为多少?(2)整流二极管的正向平均电流ID和最大反向电压UDRM为多少?解:(1)(2)例3:试分析图示桥式整流电路中,(1)二极管D2或D4断开时负载电压的波形;(2)如果D2或D4接反,后果如何?(3)如果D2或D4因击穿或烧坏而短路,后果又如何?解:(1)当D2或D6、4断开时电路为单相半波整流电路。正半周时,D1和D3导通,负载电压uo=u;负半周时,D1和D3截止,负载中无电流通过,uo=0–++–TuouRLio~D1D2D3D4utOuoO(2)如果D2或D4接反正半周时,二极管D1、D2或D3、D4导通,电流经D1、D2或D3、D4而造成电源短路,电流很大,因此变压器及D1、D2或D3、D4将被烧坏。(3)如果D2或D4因击穿烧坏而短路正半周时,情况与D2或D4接反类似,电源及D1或D3也将因电流过大而烧坏。–++–TuouRLio~D1D2D3D412.2滤波器交流7、电压经整流电路整流后输出的是单向脉动直流,其中既有直流成份又有交流成份。滤波原理: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。方法:将电容与负载RL并联(或将电感与负载RL串联)。12.2.1电容滤波器1.电路结构–++–aTrDuo=uCubRL~C+2.工作原理u>uC时,二极管导通,电源在给负载RL供电的同时也给电容充电,uC增加。u8、utOtO二极管承受的最高反向电压为。4.电容滤波电路的特点输出电压的脉动程度与平均值Uo与放电时间常数RLC有关。RLC越大电容器放电越慢Uo越大,波形越平滑。采用电容滤波时,输出电压受负载变化影响较大,即带负载能力较差。电容滤波适合于要求输出电压较高、负载电流较小且负载变化不大的场合。近似估算取:Uo=1.2U(桥式)Uo=1.0U(半波)当负载
5、管的电流ID和最高反向电压UDRM来选择。选管时应满足:IOMID,URWMUDRM硅桥堆~~+++~~例2:单相桥式整流电路,已知交流电网电压为220V,负载电阻RL=100,负载电压UO=12V。(1)电源变压器副边电压的有效值U应为多少?(2)整流二极管的正向平均电流ID和最大反向电压UDRM为多少?解:(1)(2)例3:试分析图示桥式整流电路中,(1)二极管D2或D4断开时负载电压的波形;(2)如果D2或D4接反,后果如何?(3)如果D2或D4因击穿或烧坏而短路,后果又如何?解:(1)当D2或D
6、4断开时电路为单相半波整流电路。正半周时,D1和D3导通,负载电压uo=u;负半周时,D1和D3截止,负载中无电流通过,uo=0–++–TuouRLio~D1D2D3D4utOuoO(2)如果D2或D4接反正半周时,二极管D1、D2或D3、D4导通,电流经D1、D2或D3、D4而造成电源短路,电流很大,因此变压器及D1、D2或D3、D4将被烧坏。(3)如果D2或D4因击穿烧坏而短路正半周时,情况与D2或D4接反类似,电源及D1或D3也将因电流过大而烧坏。–++–TuouRLio~D1D2D3D412.2滤波器交流
7、电压经整流电路整流后输出的是单向脉动直流,其中既有直流成份又有交流成份。滤波原理: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。方法:将电容与负载RL并联(或将电感与负载RL串联)。12.2.1电容滤波器1.电路结构–++–aTrDuo=uCubRL~C+2.工作原理u>uC时,二极管导通,电源在给负载RL供电的同时也给电容充电,uC增加。u8、utOtO二极管承受的最高反向电压为。4.电容滤波电路的特点输出电压的脉动程度与平均值Uo与放电时间常数RLC有关。RLC越大电容器放电越慢Uo越大,波形越平滑。采用电容滤波时,输出电压受负载变化影响较大,即带负载能力较差。电容滤波适合于要求输出电压较高、负载电流较小且负载变化不大的场合。近似估算取:Uo=1.2U(桥式)Uo=1.0U(半波)当负载
8、utOtO二极管承受的最高反向电压为。4.电容滤波电路的特点输出电压的脉动程度与平均值Uo与放电时间常数RLC有关。RLC越大电容器放电越慢Uo越大,波形越平滑。采用电容滤波时,输出电压受负载变化影响较大,即带负载能力较差。电容滤波适合于要求输出电压较高、负载电流较小且负载变化不大的场合。近似估算取:Uo=1.2U(桥式)Uo=1.0U(半波)当负载
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