直流电源的组成 单相整流滤波电路.ppt

第二十八讲 直流电源的组成 单相整流滤波电路一、直流电源的组成及各部分的作用二、单相整流电路三、滤波电路一、直流电源的组成及各部分的作用改变电压值改变电压值通常为降压通常为降压交流变脉交流变脉动的直流动的直流减小脉动减小脉动1)负载变化输出电压负载变化输出电压基本不变；基本不变；2)电网电压变化输出电网电压变化输出电压基本不变。电压基本不变。直流电源是能量转换电路，将直流电源是能量转换电路，将220V（或或380V）50Hz的的交流电转换为直流电。交流电转换为直流电。半波整流半波整流全波整流全波整流 在分析电源电路时要特别考虑的两个问题：允许电网电在分析电源电路时要特别考虑的两个问题：允许电网电压波动压波动10，且负载有一定的变化范围。，且负载有一定的变化范围。二、单相整流电路对整流电路要研究清楚以下问题：对整流电路要研究清楚以下问题：1.电路的工作原理：二极管工作状态、波形分析电路的工作原理：二极管工作状态、波形分析2.输出电压和输出电流的平均值：输出为脉动的直流电压输出电压和输出电流的平均值：输出为脉动的直流电压3.整流二极管的选择：二极管承受的最大整流平均电流和最整流二极管的选择：二极管承受的最大整流平均电流和最高反向工作电压高反向工作电压 为分析问题简单起见，设二极管为理想二极管，变压器为分析问题简单起见，设二极管为理想二极管，变压器内阻为内阻为0。整流二极管的伏安特性：整流二极管的伏安特性：实际特性实际特性理想化特性理想化特性正向导通电压为正向导通电压为0，正向电阻为正向电阻为0。1.单相半波整流电路单相半波整流电路（1）工作原理）工作原理u2的正半周，的正半周，D导通，导通，ADRLB，uO=u2。u2的负半周，的负半周，D截止，承受反向电压，为截止，承受反向电压，为u2；uO=0。（2）UO（AV）和和 IL（AV）的估算的估算 已知变压器副边电压有效值为已知变压器副边电压有效值为U2 考虑到电网电压波动范围为考虑到电网电压波动范围为10，二极管的极限参数应满足：，二极管的极限参数应满足：（3）二极管的选择）二极管的选择2.单相桥式整流电路单相桥式整流电路u2的正半周的正半周 AD1RLD3B，uO=u2u2的负半周的负半周 B D2RLD4 A，uO=-u2四只管子如何接？四只管子如何接？集成的桥式整流电集成的桥式整流电路称为整流堆。路称为整流堆。（1）工作原理）工作原理若接反了呢？若接反了呢？（2 2）估算）估算（3 3）二极管的选择）二极管的选择 考虑到电网电压波动范围为考虑到电网电压波动范围为10，二极管的极限参数应满足：，二极管的极限参数应满足：三、滤波电路（1）工作原理）工作原理1.电容滤波电路电容滤波电路充电充电放电速度与正弦放电速度与正弦波下降速度相似波下降速度相似按指数规律下降按指数规律下降滤波后，输出电压平均值增大，脉动变小。滤波后，输出电压平均值增大，脉动变小。（1）工作原理：考虑变压器和整流电路的内阻）工作原理：考虑变压器和整流电路的内阻 C 越大，越大，RL越大，越大，放电放电将越大，曲线越平滑，脉动越小。将越大，曲线越平滑，脉动越小。内阻使内阻使（2 2）二极管的导通角）二极管的导通角导通角导通角 无滤波电容时无滤波电容时。有滤波电容时有滤波电容时 ，且二极管平均电流增大，且二极管平均电流增大，故其峰值很大！故其峰值很大！小到一定程度，难于选择二极管！小到一定程度，难于选择二极管！简单易行，简单易行，UO（AV）高，高，C 足够大时交流分量较小；足够大时交流分量较小；不适于大电流负载。不适于大电流负载。（3）电容的选择及）电容的选择及UO（AV）的估算的估算若负载开路若负载开路UO（AV）？（4）优缺点）优缺点2.电感滤波电路电感滤波电路 当回路电流减小时，感生电动势的方向阻止电流的减小，从而当回路电流减小时，感生电动势的方向阻止电流的减小，从而增大二极管的导通角。增大二极管的导通角。电感对直流分量的电抗为线圈电阻，对交流分量的感抗为电感对直流分量的电抗为线圈电阻，对交流分量的感抗为L。适于大电流负载！适于大电流负载！3.复式滤波电路复式滤波电路为获得更好的滤波效果，可采用复式滤波电路。为获得更好的滤波效果，可采用复式滤波电路。电感应与负载串联，电容应与负载并联。电感应与负载串联，电容应与负载并联。4.倍压整流电路倍压整流电路分析时的两个要点：设分析时的两个要点：设负载开路，负载开路，电路进入稳态。电路进入稳态。u2负半周，负半周，u2加加C1上电压对上电压对C2充电：充电：PD2C2A，最终，最终u2正半周正半周C1充电：充电：AD1C1B，最终，最终P讨论一讨论一 已知变压器副边电压有效值为已知变压器副边电压有效值为10V，电容足够大，电容足够大，判断下列情况下输出电压平均值判断下列情况下输出电压平均值UO（AV）？1.正常工作；正常工作；2.C开路；开路；3.RL开路；开路；4.D1和和C同时开路。同时开路。讨论二讨论二 整流电路如图所示，分别求解下列两种情况下输出电整流电路如图所示，分别求解下列两种情况下输出电压的波形和平均值、整流二极管的最大整流电流和最高压的波形和平均值、整流二极管的最大整流电流和最高反向工作电压。反向工作电压。1.变压器副边电压有效值变压器副边电压有效值U21U2220V；2.U2122V、U2222V。