《电子技术基础(第五版)》电子ppt课件第四章.pptx
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1、第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源4-1 4-1 整流电路整流电路4-2 4-2 整流器件的选用整流器件的选用4 4-3 -3 滤波电路滤波电路4-4 4-4 稳压电路稳压电路4-5 4-5 集成集成稳压器稳压器第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源的方框图直流稳压电源的方框图电网电网电压电压电源电源变压器变压器整流整流电路电路滤波滤波电路电路稳压稳压电路电路负负载载整流:整流:将交流变为直流的将交流变为直流的过程过程.滤波:滤波:将脉动的直流电压变为平滑的将脉动的直流电压变为平滑的直流电压直流电压.稳
2、压:稳压:使直流电源的输出电压使直流电源的输出电压稳定,消除稳定,消除由于电网电压波动、负载变由于电网电压波动、负载变化等对输出电压的化等对输出电压的影响影响.第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源4-1 4-1 整流整流电路电路一、单相整流电路一、单相整流电路二、三相整流电路二、三相整流电路第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源1.了解直流稳压电源的组成.2.掌握单相桥式整流电路的组成及工作原理;会进行简单的计算,会选择管型.3.了解三相整流电路的组成及工作原理;会进行简单的计算,会选择管型.第四章第四章 直流稳压电
3、源直流稳压电源第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源一、一、 单相整流电路单相整流电路1、单相半波整流电路、单相半波整流电路tUu sin222 + uLRLu2iF2L45.0UU1) 整流输出电压平均值整流输出电压平均值2) 二极管平均电流二极管平均电流3) 二极管最大反向电压二极管最大反向电压L2LF45.0RUII-u2+2Rm2UUu2优点:优点:结构结构简单,使用简单,使用元件少元件少缺点:缺点:输出电压脉动输出电压脉动小,电源小,电源利用率低利用率低 to 2 3 u222U to 2 3 uL22U to 2 3 iF=iL to 2 3 uD22UuD第四章第四章 直流稳压电
4、源直流稳压电源第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源2 2、单相桥式整流电路、单相桥式整流电路RLiLV4V3V2V1u2u1V3RLV4V2V1u1u2(1 1) 工作原理工作原理iL+uL +uL 22U to 2 3 u2 to 2 3 uL22U to 2 3 iF=iL to 2 3 uD122U 第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源简化画法简化画法+ +u uL L R RL Li iL L + +u u2 2 习惯画法习惯画法第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源共阳极接法共阳极接法t1t2t3t4uLT二、三相整流电路二、三相整流电路当输
5、出功率较当输出功率较大大时,若时,若采用采用单相整流电路单相整流电路必然会造成三相必然会造成三相电网的不平衡电网的不平衡采用三相整流电采用三相整流电路路1 1、三相半波整流电路、三相半波整流电路(1 1)电路组成和工作原理)电路组成和工作原理一个周期出现一个周期出现三个三个波头波头自然换相点自然换相点第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源共阴极接法共阴极接法二次相电压有效值为二次相电压有效值为2U,其,其表达式为:表达式为: tUusin22U)3/2sin(22VtUu)3/2sin(22WtUuU相相 V相相 W相相 在在t1t2时间内时间内U相电位相电位最高,最高,V1导通导通uL=uU
6、在在t2t3时间内时间内V相电位相电位最高,最高,V2导通导通V4V5V6UVWNKRL+-TL1L2L3+uLUV1V2V3VWNKRLTL1L2L3iL-uL=uV在在t3t4时间内时间内W相电位相电位最高,最高,V3导通导通uL=uW第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源(2 2)有关计算公式)有关计算公式1 1) 整流输出电压平均值整流输出电压平均值2 2) 二极管平均电流二极管平均电流LF31II 3 3) 二极管最大反向电压二极管最大反向电压2L17. 1UU 22Rm45. 232UUU第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源例例4-34-3某
7、工厂需一台直流某工厂需一台直流电源,要求电源,要求输出电压为输出电压为12V12V,输出,输出电流为电流为100A100A,试,试计算用三相半波整流电路计算用三相半波整流电路时,变压器时,变压器二次相电压和整流二极二次相电压和整流二极管的有关管的有关参数参数. . 解解: :变压器二次侧绕组的相电压变压器二次侧绕组的相电压 V3 .1017. 11217. 1L2UU流过二极管的平均电流流过二极管的平均电流 A3 .33310031LFII整流二极管承受的最大反向电压整流二极管承受的最大反向电压 URm=2.45 U22.4510.325V优点:优点:电路简单电路简单缺点:缺点:输出脉动性仍输
8、出脉动性仍较大,变压器较大,变压器利用率利用率较低,由于较低,由于直流电流通过变压直流电流通过变压器器绕组,使绕组,使变压器铁芯易发生直流变压器铁芯易发生直流磁化磁化. .第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源2 2、三相桥式整流电路、三相桥式整流电路(1 1)电路组成和工作原理)电路组成和工作原理RLUV1V2V3VWTL1L2L3V4V5V6三相桥式整流电路三相桥式整流电路由两组三相半波整流电路(一个共阴极电路和一由两组三相半波整流电路(一个共阴极电路和一个共阳极电路)串联而成个共阳极电路)串联而成+-uL在在t1t2时间内时间内U相电位相电位最高,最
9、高, V相电位相电位最低,最低,V1、V5导通导通uL=uUV共阴极电路的自然换相点共阴极电路的自然换相点共阳极电路的自然换相点共阳极电路的自然换相点iL在在t2t3时间内时间内U相电位相电位最高,最高, W相电位相电位最最低,低,V1、V6导通导通uL=uUW在在t3t4时间内时间内V相电位相电位最高,最高, W相电位相电位最最低,低,V2、V6导通导通uL=uVW其他依次类推其他依次类推uL=uVUuL=uWUuL=uWV第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源t1t2t3t4t5t6t7T一个周期出现一个周期出现六个六个波头波头第四章第四章 直流稳压电
10、源直流稳压电源第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源(2 2)有关计算公式)有关计算公式1) 整流输出电压平均值整流输出电压平均值2) 二极管平均电流二极管平均电流LF31II 3) 二极管最大反向电压二极管最大反向电压2L34. 2UU 22Rm45. 232UUU第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源例例4-44-4 一直流一直流电源,采用电源,采用三相桥式整流三相桥式整流电路,负载电压电路,负载电压和电和电流分别为流分别为60V60V和和450A450A,整流二极管,整流二极管实际工作电流和反向实际工作电流和反向工作电压各为多少?工作电压各为多少?解
11、解:整流二极管的工作电流整流二极管的工作电流 A150345031LFII整流二极管承受的最高反向工作电压整流二极管承受的最高反向工作电压 URm=2.45 U22.4525.662.72V特点:特点:变压利用率变压利用率较高,输出较高,输出电压脉动电压脉动小,应用小,应用非常非常广泛广泛.变压器二次绕组的相电压变压器二次绕组的相电压V6 .2534. 2L2UU第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源()尽管交流电压的大小和方向随时间不断变化,但只要二极管正极的电位高于负极的电位,二极管就导通,导通后流过负载的电流方向是不变的,负载上得到的是脉动的直流电.
12、()若需负的直流电源,电路形式同上,只需把其中的二极管的两个管脚极性颠倒一下即可.返回章目录第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源4-2 4-2 整流整流器件的选用器件的选用整流整流器件是整流装置的核心和器件是整流装置的核心和主体,正确主体,正确选用整流器选用整流器件能够使整流装置在保证可靠运行的前提下件能够使整流装置在保证可靠运行的前提下降低成本降低成本. . 一、整流二极管一、整流二极管二、硅整流堆二、硅整流堆第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源1.了解整流二极管的外形、型号、主要参数及检测方法.2.了解硅整流堆
13、的结构、外形、主要参数及检测方法.第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源一、整流二极管一、整流二极管1 1、整流二极管的结构及外形、整流二极管的结构及外形 结构同普通结构同普通二极管,二极管,一般一般采用硅材料采用硅材料制造,它制造,它的反向电流的反向电流很很小,小,PNPN结的额定结温结的额定结温高,而且高,而且受温度影响受温度影响小,小,PNPN结面积结面积较大,较大,允许允许通过较大的通过较大的电流,一般电流,一般工作在频率为工作在频率为3KMz3KMz以下的电路以下的电路中中. .2 2、整流二极管的型号、整流二极管的型号 2CZ 2CZ、2DZ2
14、DZ系列管子型号采用统一的国家标准进行系列管子型号采用统一的国家标准进行命名,命名,ZPZP系列型号的意义如下:系列型号的意义如下: 第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源3 3、整流二极管的主要参数、整流二极管的主要参数(1 1)反向工作峰值电压反向工作峰值电压U URWMRWM 习惯称作习惯称作“额定电额定电压压”或或“最大反向电压最大反向电压”. .一般一般规定为二极管反向击穿规定为二极管反向击穿电压的电压的1/2.1/2.(2 2)正向平均电流正向平均电流I IF F(AVAV) 习惯称作习惯称作 “ “额定电流额定电流”或或“最大整流电流最大整流
15、电流”. .指指在规定环境和标准散热条在规定环境和标准散热条件件下,允许下,允许连续通过的工频正弦半波电流的连续通过的工频正弦半波电流的平均值平均值. .4 4、整流二极管的检测、整流二极管的检测第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源5 5、整流二极管的使用、整流二极管的使用冷却方式:冷却方式: 自冷自冷风冷风冷水冷水冷 一般塑料封装的小电流一般塑料封装的小电流整流二极管,靠整流二极管,靠管脚来管脚来散散热,使用时,管热,使用时,管脚应保持在规定值脚应保持在规定值以上以上. 大功率整流大功率整流二极管需加相应的散热二极管需加相应的散热装置装置. 采用风冷或
16、水冷的整流采用风冷或水冷的整流器件,起始器件,起始工作工作时,必须时,必须按按先启动冷却先启动冷却装置,再启动装置,再启动整流装置;停止工作整流装置;停止工作时,先时,先切断整流电路切断整流电路电源,再电源,再关闭冷却关闭冷却装置装置.水冷水冷的整流器的整流器件还应设有断水件还应设有断水保护装置,以免保护装置,以免停水时整流器件温度停水时整流器件温度过高而过高而烧毁烧毁.螺旋式自冷平板式风冷平板式水冷第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源二、硅整流堆二、硅整流堆将硅整流器件将硅整流器件按某种整流方式按某种整流方式用绝缘瓷、环氧树脂和用绝缘瓷、环氧树脂和外壳
17、封装成外壳封装成一体,习惯一体,习惯上统称为上统称为硅硅堆堆. 硅整流堆硅整流堆1、硅整流堆的结构及外形硅整流堆的结构及外形内部电气原理图内部电气原理图 半桥半桥单相桥单相桥三相桥三相桥第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源2 2、硅整流堆的型号、硅整流堆的型号目前对各种硅整流堆尚无完全统一的命名标准,需参考有关生产厂产品说明书. 大部分生产厂家按下述方法命名:第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源硅整流堆管脚一般在外壳上都有标记,如桥堆外壳上各引脚对应位置上标有“”“”“”.标记“”管脚表示接交流电源,“”为正极输出
18、,“”为负极输出,这些标记与电路图上标记是一致的.第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源3 3、硅整流堆的主要参数、硅整流堆的主要参数(1)额定反向峰值电压(2)正向平均整流电流4 4、硅整流堆的检测、硅整流堆的检测5 5、硅整流堆的使用、硅整流堆的使用第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源凡是整流组件在使用时,都不允许用户自行拆开检查,当发现整流组件损坏时,一般都要整组拆卸更换.返回章目录第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源4-3 4-3 滤波电路滤波电路一、电容滤波一、电容滤
19、波二、电感滤波二、电感滤波三、复式滤波电路三、复式滤波电路四、电子滤波电路四、电子滤波电路第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源1.了解滤波电路的结构.2.理解电容滤波电路的工作原理.3.掌握电容滤波电路的有关计算方法.第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源V导通时给导通时给C 充电,充电, V截止时截止时C 向向RL放电放电;1. 电路和工作原理电路和工作原理滤波后滤波后uL 的波形变得的波形变得平缓,平均值提高平缓,平均值提高. .RLV1V4V3V2iLC + uL= uc +u2 动画第四章第四章 直流稳压电源
20、直流稳压电源第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源例例4-54-5 在在单相桥式电容滤波整流单相桥式电容滤波整流中,若中,若要要求直流输出电压求直流输出电压6 6V V, 负载电流为负载电流为60mA60mA,试,试选择合适的选择合适的整流二极管整流二极管及及滤波滤波电容电容. . 解解: :V52 . 1V62 . 1L2UU2RM2UU选二极管应满足选二极管应满足: :I IFMFM (2 2 3 3) I IF F可选可选: : 2CZ82A2CZ82A(I IF F = = 100mA100mA, U URM RM = 25V= 25V)流过每只二极管的电流平均值流过每只二极管的电流平
21、均值: :A 03602121LFmII每只二极管承受的最高反向电压:每只二极管承受的最高反向电压:V 75414. 122RmUU可选:可选: 200 200 F F, 耐压耐压50 V 50 V 的电解电容的电解电容电容的耐压:电容的耐压:V2820414. 122CUU因,IL=60mA查表,变压器副边电压:变压器副边电压:第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源二、二、 电感滤波电感滤波RLL+u2 整流后的输出电压:整流后的输出电压:直流分量直流分量被电感被电感L 短路短路交流分量交流分量主要主要降在降在L 上上负载电流越负载电流越大,电感大,电感
22、量越量越大,滤波大,滤波效果越好效果越好第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源2. 2. 型滤波型滤波L C1RL+u2 C2C1、C2对交流对交流容抗小容抗小L 对交流对交流感抗感抗很很大大负载电流小时负载电流小时1.LC-1.LC-型滤波电路型滤波电路RLL+u2 CLC- LC- 型滤波电路型滤波电路R R第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源第四章第四章 直流稳压电源直流稳压电源四、电子滤波电路四、电子滤波电路RC-型滤波电路中,R越大,滤波效果越好,但同时在R上产生的电压损失也越大.当三极管工作在放大状态当三极管工作在放大状态时,时,c与与e间的
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