直流稳压电源 (2)精.ppt

直流稳压电源(2)第1页，本讲稿共47页本章要求：本章要求：本章要求：本章要求：1.1.理解单相整流电路和滤波电路的工作原理及理解单相整流电路和滤波电路的工作原理及理解单相整流电路和滤波电路的工作原理及理解单相整流电路和滤波电路的工作原理及 参数的计算参数的计算参数的计算参数的计算;2.2.了解稳压管稳压电路和串联型稳压电路的工作了解稳压管稳压电路和串联型稳压电路的工作了解稳压管稳压电路和串联型稳压电路的工作了解稳压管稳压电路和串联型稳压电路的工作 原理原理原理原理;3.3.了解集成稳压电路的性能及应用。了解集成稳压电路的性能及应用。了解集成稳压电路的性能及应用。了解集成稳压电路的性能及应用。第2页，本讲稿共47页第4页，本讲稿共47页小功率直流稳压电源的组成小功率直流稳压电源的组成小功率直流稳压电源的组成小功率直流稳压电源的组成功能：功能：把交流电压变成稳定的大小合适把交流电压变成稳定的大小合适 的直流电压的直流电压u4uou3u2u1交流电源交流电源交流电源交流电源负载负载负载负载电源变压器电源变压器电源变压器电源变压器整流电路整流电路整流电路整流电路滤波电路滤波电路滤波电路滤波电路稳压电路稳压电路稳压电路稳压电路任务：一、任务：一、把交流电压变成脉动直流把交流电压变成脉动直流 二、二、把脉动直流变换成稳定直流把脉动直流变换成稳定直流第5页，本讲稿共47页10.1 整流电路整流电路整流电路的作用整流电路的作用整流电路的作用整流电路的作用:将交流电压转变为脉动的直流电压。将交流电压转变为脉动的直流电压。常见的整流电路：常见的整流电路：常见的整流电路：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。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：分析时可把二极管当作理想元件处理：分析时可把二极管当作理想元件处理：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。二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。整流原理：整流原理：整流原理：整流原理：利用二极管的单向导电性利用二极管的单向导电性第6页，本讲稿共47页uDO10.1.1 10.1.1 单相半波整流电路单相半波整流电路单相半波整流电路单相半波整流电路2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理 u u 正半周，正半周，正半周，正半周，V Va aVVb b，正偏，正偏，正偏，正偏，二极管二极管二极管二极管D D导通；导通；导通；导通；3.3.工作波形工作波形工作波形工作波形 u 负半周，负半周，VaVVb b，二极二极二极二极管管管管 D D1 1、D D3 3 导通，导通，导通，导通，D D2 2、D D4 4 截止截止截止截止 。3.3.工作波形工作波形工作波形工作波形uD2uD41.1.电路结构电路结构电路结构电路结构 uouD t tRLuiouo1234ab+u第10页，本讲稿共47页3.3.参数计算参数计算参数计算参数计算(1)(1)输出平均电压输出平均电压(2)(2)流过负载的平均电流流过负载的平均电流(3)(3)流过二极管的平均电流流过二极管的平均电流(4)(4)二极管所承受的最大反向电压二极管所承受的最大反向电压(5)(5)变压器副边电流有效值变压器副边电流有效值第11页，本讲稿共47页例例1：单相桥式整流电路，已知交流电网电压为单相桥式整流电路，已知交流电网电压为 220 V，负载电阻，负载电阻 RL=50，负载电压，负载电压Uo=100V，试求变压器的变比和容量，并选择二极管。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副边电流有效值变压器副边电流有效值变压器副边电流有效值变压器容量变压器容量变压器容量变压器容量 S=U I=122 2.2=207.8 V A变压器副边电压变压器副边电压 U 122 V 可选用二极管可选用二极管2CZ11C，其最大整流电流为，其最大整流电流为1A，反，反向工作峰值电压为向工作峰值电压为300V。第12页，本讲稿共47页例例例例2 2 2 2：试分析图示桥式整流电路中的二极管试分析图示桥式整流电路中的二极管试分析图示桥式整流电路中的二极管试分析图示桥式整流电路中的二极管D D2 2 或或或或D D4 4 断开时断开时断开时断开时负载电压的波形。负载电压的波形。负载电压的波形。负载电压的波形。如果如果如果如果D D2 2 或或或或D D4 4 接反，后果如何？接反，后果如何？接反，后果如何？接反，后果如何？如果如果如果如果D D2 2 或或或或D D4 4因击穿或烧坏而短路，后果又如何？因击穿或烧坏而短路，后果又如何？因击穿或烧坏而短路，后果又如何？因击穿或烧坏而短路，后果又如何？uo+_u+_RLD2D4 D1D3解：解：解：解：当当D2或或D4断开后断开后 电路为单相半波整流电路。正半周时，电路为单相半波整流电路。正半周时，D1和和D3导通，导通，负载中有电流负载中有电流过，负载电压过，负载电压uo o=u；负半周时，；负半周时，D1和和D3截截止，负载中无电流通止，负载中无电流通过，负载两端无电压，过，负载两端无电压，uo o=0=0。uo u 2 34twtw234oo第13页，本讲稿共47页 如果如果如果如果D D2 2或或或或D D4 4接反接反接反接反 则正半周时，二极管则正半周时，二极管D1、D4或或D2、D3导通，电流经导通，电流经D1、D4或或D2、D3而造成电源短路，电流很大，因此变压器而造成电源短路，电流很大，因此变压器及及D1、D4或或D2、D3将被烧坏。将被烧坏。如果如果如果如果D D2 2或或或或D D4 4因击穿烧坏而短路因击穿烧坏而短路因击穿烧坏而短路因击穿烧坏而短路 则正半周时，情况与则正半周时，情况与D2或或D4接反类似，电源及接反类似，电源及D1或或D3也将因电流过大而烧坏。也将因电流过大而烧坏。uo+_u+_RLD2D4 D1 D3第14页，本讲稿共47页10.1.3 10.1.3 三相桥式整流电路三相桥式整流电路三相桥式整流电路三相桥式整流电路2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理在每一瞬间在每一瞬间在每一瞬间在每一瞬间共阴极组中阳极电位最高的二极管导通；共阴极组中阳极电位最高的二极管导通；共阳极组中阴极电位最低的二极管导通。共阳极组中阴极电位最低的二极管导通。共阳极组中阴极电位最低的二极管导通。共阳极组中阴极电位最低的二极管导通。1.1.电路电路电路电路 D1RLuoD6 D3D5D4D2io Cbau+o 三相变压器原绕组接成三角三相变压器原绕组接成三角形，副绕组接成星形形，副绕组接成星形共阳极组共阳极组共阴极组共阴极组第15页，本讲稿共47页 在在 t1 t2 期间期间共阴极组中共阴极组中a点电位最高，点电位最高，D1 导通；导通；共阳极组中共阳极组中b点电位最低，点电位最低，D4 导通。导通。负载两端的电压为线电压负载两端的电压为线电压负载两端的电压为线电压负载两端的电压为线电压u uabab。D1RLuoD6 D3D5D4D2io Cbau+o负载电压负载电压2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理变压器副边电压变压器副边电压uouaubuC2 uoot1t2t3t4t5t6t7t8t9第16页，本讲稿共47页 在在 t2 t3 期间期间共阴极组中共阴极组中a点电位最高，点电位最高，D1 导通；导通；共阳极组中共阳极组中c点电位最低，点电位最低，D6 导通。导通。负载两端的电压为线电压负载两端的电压为线电压负载两端的电压为线电压负载两端的电压为线电压u ua aC C。D1RLuoD6 D3D5D4D2io Cbau+o负载电压负载电压2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理变压器副边电压变压器副边电压uouaubuC2 t1t2t3t4t5t6t7t8t9uoo第17页，本讲稿共47页 在在 t3 t4 期间期间共阴极组中共阴极组中b点电位最高，点电位最高，D3 导通；导通；共阳极组中共阳极组中c点电位最低，点电位最低，D6 导通。导通。负载两端的电压为线电压负载两端的电压为线电压负载两端的电压为线电压负载两端的电压为线电压u ub bC C。D1RLuoD6 D3D5D4D2io Cbau+o负载电压负载电压2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理变压器副边电压变压器副边电压uouaubuC2 t1t2t3t4t5t6t7t8t9uoo第18页，本讲稿共47页 在在 t4 t5 期间期间共阴极组中共阴极组中b点电位最高，点电位最高，D3 导通；导通；共阳极组中共阳极组中a点电位最低，点电位最低，D2 导通。导通。负载两端的电压为线电压负载两端的电压为线电压负载两端的电压为线电压负载两端的电压为线电压u ubaba。D1RLuoD6 D3D5D4D2io Cbau+o负载电压负载电压2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理变压器副边电压变压器副边电压uouaubuC2 t1t2t3t4t5t6t7t8t9uoo第19页，本讲稿共47页t1t2t3t4t5t6t7t8t9uoo2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理结论：结论：结论：结论：在一个周期中，每个二极管在一个周期中，每个二极管只有三分之一的时间导通只有三分之一的时间导通（导通角为（导通角为120）。）。D1RLuoD6 D3D5D4D2io cbau+o变压器副边电压变压器副边电压负载电压负载电压负载两端的电压为线电压。负载两端的电压为线电压。负载两端的电压为线电压。负载两端的电压为线电压。uouaubuC2 第20页，本讲稿共47页3.3.参数计算参数计算参数计算参数计算(1)(1)整流电压平均值整流电压平均值整流电压平均值整流电压平均值 U Uo(2)(2)整流电流平均值整流电流平均值整流电流平均值整流电流平均值 I Io o(3)(3)流过每管电流平均值流过每管电流平均值流过每管电流平均值流过每管电流平均值 I ID D(4)(4)每管承受的最高反向电压每管承受的最高反向电压每管承受的最高反向电压每管承受的最高反向电压 U UDRMDRM第21页，本讲稿共47页10.2 滤波器滤波器 交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，其中既交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，其中既有直流成份又有交流成份。有直流成份又有交流成份。滤波原理：滤波原理：滤波原理：滤波原理：滤波电路利用储能元件电容两端的电压滤波电路利用储能元件电容两端的电压(或通或通过电感中的电流过电感中的电流)不能突变的特性不能突变的特性,滤掉整流电路输出电压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。目的。方法：方法：将电容与负载将电容与负载RL并联并联(或将电感与负载或将电感与负载RL串联串联)。第22页，本讲稿共47页 10.2.1 10.2.1 电容滤波器电容滤波器电容滤波器电容滤波器 1.1.电路结构电路结构电路结构电路结构2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理 u uC时，二极管导通，电源在给负载时，二极管导通，电源在给负载RL供电的同时也供电的同时也给电容充电，给电容充电，uC 增加，增加，uo=uC。u u I IOMOM时，时，时，时，U UR R较大，较大，较大，较大，T T导通导通导通导通 ，I IOO=I IOM OM+I+IC C R 可由功率管可由功率管 T的的UBE和稳压器的和稳压器的IOM确定确定,即即R UBE/IOM。第46页，本讲稿共47页6.6.三端可调输出集成稳压器的应用三端可调输出集成稳压器的应用三端可调输出集成稳压器的应用三端可调输出集成稳压器的应用 流过调整端电流流过调整端电流 100 A，在要求不高的场合它在，在要求不高的场合它在R2上的压降可以忽略上的压降可以忽略2 2、1 1两端电压为两端电压为两端电压为两端电压为 1.25V 1.25V 基准电压基准电压基准电压基准电压COCW117CiUi+_+_UO321 AdjR1R2240 1F0.1F第47页，本讲稿共47页