第4章直流稳压电源ppt课件.ppt

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1、第4章直流稳压电源电子技术基础4.1整流电路4.2滤波电路4.3晶闸管（可控硅）的结构和工作原理4.4单相半波可控整流电路4.5稳压电路目录上一页下一页概述小功率直流稳压电源一般由交流电源、变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路几部分组成，如图4-1所示。它们各部分的作用为：(1)整流变压器将常规的输入交流电压(220V、380V)变为整流电路所要求的交流电压值。(2)整流电路由整流器件组成，它将交流电变换成方向不变但大小随时间变化的脉动直流电。将交流电变换为直流电的过程叫做整流。(3)滤波电路再将单方向脉动直流电中所含的大部分交流成分滤掉

2、，得到一个较平滑的直流电。(4)稳压电路用来消除由于电网电压波动、负载改变对其产生的影响，从而使输出电压稳定。上一页下一页4.1整流电路4.1.1单相半波整流电路1．工作原理单相半波整流电路如图4—2(a)所示。它是最简单的整流电路，由整流变压器、整流二极管V及负载电阻RL组成。其中v1、v2分别为整流变压器的原边和副边交流电压。在负载电阻RL得到的是如图4－2(b)所示的单向脉动电压。下一页上一页返回设在交流电压正半周(0～t1)，v2＞0，A端电位比B端电位高，二极管V因加正向电压而导通，电流IL的路径是A→V→RL→B→A。注意到，

3、忽略二极管正向压降时，A点电位与C点电位相等，则v2几乎全部加到负载RL上，RL上电流方向与电压极性如图4-2所示。在交流电压负半周(t1～t2)，v2＜0，A端电位比B端电位低，二极管V承受反向电压而截止，v2几乎全部降落在二极管V上，负载RL上的电压基本为零。由此可见，在交流电一个周期内，二极管半个周期导通半个周期截止，以后周期性地重复上述过程，负载RL上电压和电流波形如图4-2(b)、(c)所示。由于输出的脉动直流电的波形是输入的交流电波形一半，故称为半波整流电路。输出电压vL中包含直流成分与交流成分，与输入的交流电比较有了本质的改

4、变，即变成了大小随时间改变但方向不变的脉动直流电。4.1整流电路上一页下一页返回4.1整流电路2．负载RL上的直流电压和电流的计算单相半波整流电路中，输出脉动直流电压平均值：式中V2——整流输入端的交流电压有效值。为了便于计算，有时依据负载RL上的电压VL来求得整流变压器二次电压V2，这时：流过负载RL的直流电流平均值IL可根据欧姆定律求出，即下一页上一页返回4.1整流电路3．整流二极管上的电流和最大反向电压二极管导通后，流过二极管的平均电流IF与RL上流过的平均电流相等，即由于二极管在v2负半周时截止，承受全部v2反向电压，所以二极管所

5、承受的最大反向电压VRM就是v2的峰值，即请看例题下一页上一页返回4.1整流电路4.1.2单相桥式整流电路1．工作原理单相桥式整流电路是由四个整流二极管接成电桥的形式构成的，如图4—3所示。无论电压v2是在正半周还是在负半周，负载电阻RL上都有相同方向的电流流过。因此在负载电阻RL得到的是单向脉动电压和电流，忽略二极管导通时的正向压降，则单相桥式整流电路的波形如图4—4所示。下一页上一页返回请看动画4.1整流电路2．负载RL上直流电压和电流的计算在单相桥式整流电路中，交流电在一个周期内的两个半波都有同方向的电流流过负载，因此在同样的V2时

6、，该电路输出的电流和电压均比半波整流大一倍。输出电压为依据负载RL上的电压VL来求得整流变压器二次电压：流过负载RL的直流电流平均值：下一页上一页返回4.1整流电路3．整流二极管上的电流和最大反向电压在桥式整流电路中，由于每只二极管只有半周是导通的，所以流过每只二极管的平均电流只有负载电流的—半，即每只二极管承受的最大反向电压也是v2的峰值，即下一页上一页返回4.2滤波电路滤波电路利用电容或电感在电路中的储能作用，当电源电压(或电流)增加时，电容(或电感)把能量储存在电场(或磁场)中；当电源电压(或电流)减小时，又将储存的能量逐渐释放出来

7、，从而减小了输出电压(或电流)中的脉动成分。得到比较平滑的直流电压。实用滤波电路的形式很多，如电容滤波、电感滤波、复式滤波电路(包括倒L型、RC—π型、LC—π型滤波)等，如图4—5所示。下一页上一页返回请看动画4.2滤波电路4.2.1电容滤波电路图4—6所示为单相桥式整流电容滤波电路。采用电容滤波后：(1)负载直流平均电压升高，脉动程度大大降低。(2)负载电压平均值有所提高。(3)二极管导通时间减小，导通角θ总是小于π。(4)外特性变差。下一页上一页返回请看例题4.2滤波电路4.2.2电感滤波电路电感滤波电路如图4—7所示，即在整流电路

8、与负载电阻之间串联一个电感器L。由于在电流变化时电感线圈中将产生自感电动势来阻止电流的变化，使电流脉动趋于平缓，起到滤波作用。下一页上一页返回4.2滤波电路4.2.3复式滤波电路图4—8所示是