第9章直流稳压电源优秀PPT.ppt
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1、第9章直流稳压电源现在学习的是第1页,共37页9.1 9.1 整流电路整流电路1 1 半波整流电路半波整流电路2 2 全波整流电路全波整流电路3 3 单相桥式整流电路单相桥式整流电路现在学习的是第2页,共37页1 1 单相半波整流电路单相半波整流电路1 1 工作原理:工作原理:v v2 2的正半周,的正半周,D D导通,导通,v vo o等于等于v v2 2v v2 2的负半周,的负半周,D D截止,截止,v vo o等于等于0 0v2tvot现在学习的是第3页,共37页流过负载和二极管的流过负载和二极管的平均电流平均电流为为二极管所承受的二极管所承受的最大反向电压最大反向电压2 2 输出电压
2、和电流的平均值输出电压和电流的平均值设:平均输出电压为:平均输出电压为:vot现在学习的是第4页,共37页 单相全波整流电路如单相全波整流电路如图图15.05(15.05(a)a)所示,波形图所示,波形图如图如图15.05(15.05(b)b)所示。所示。2 单相全波整流电路2/24/2023现在学习的是第5页,共37页流过负载的流过负载的平均电流平均电流为为3 3 选管:选管:二极管所承受的二极管所承受的最大反向电压最大反向电压2 2 输出平均电压输出平均电压 二极管正向平均电流:二极管正向平均电流:1 1 工作原理:工作原理:v2 的正半周的正半周,D,D1 1导通,导通,D D2 2截止
3、截止vo=v2 v2 的负半周的负半周,D,D1 1截止,截止,D D2 2导通,导通,vo=-v2现在学习的是第6页,共37页4 4 优缺点:优缺点:提高了输出电流、电压的平均值提高了输出电流、电压的平均值用了有中心抽头的变压器,结构复杂。用了有中心抽头的变压器,结构复杂。对二极管的耐压要求提高了。对二极管的耐压要求提高了。现在学习的是第7页,共37页3 3 单相桥式整流电路单相桥式整流电路(1)(1)工作原理工作原理v2 的的正正半半周周,D D1 1、D D3 3导导通通,D D2 2、D D4 4截截止止,vo=v2 v2 的负半周,的负半周,D1 1、D3 3截止,截止,D2 2、D
4、4 4导通,导通,vo=-v2动画动画1动画动画2现在学习的是第8页,共37页在分析整流电路工作原理时,整流电路在分析整流电路工作原理时,整流电路 中中的的二二极极管管是是作作为为开开关关运运用用,具具有有单单向向导导电电性性。根据图根据图15.02(15.02(a)a)的电路图可知:的电路图可知:当正半周时二极管当正半周时二极管D D1 1、D D3 3导通,在负载导通,在负载电阻上得到正弦波的正半周。电阻上得到正弦波的正半周。在负载电阻上正负半周经过合成,得到的在负载电阻上正负半周经过合成,得到的是同一个方向的单向脉动电压。单相桥式整流是同一个方向的单向脉动电压。单相桥式整流电路的波形图见
5、右图电路的波形图见右图。当负半周时二极管当负半周时二极管D D2 2、D D4 4导通,在负载导通,在负载电阻上得到正弦波的负半周。电阻上得到正弦波的负半周。现在学习的是第9页,共37页根据图根据图15.0215.02(b b)可知,输出电压是单相脉动电压。通常用它的平可知,输出电压是单相脉动电压。通常用它的平均值与直流电压等效。均值与直流电压等效。输出平均电压输出平均电压为为(2 2)输出电压、电流的平均值)输出电压、电流的平均值 流过负载的流过负载的平均电流平均电流为为流过二极管的流过二极管的平均电流平均电流为为二极管所承受的二极管所承受的最大反向电压最大反向电压(3 3)选管)选管现在学
6、习的是第10页,共37页注注意意,整整流流电电路路中中的的二二极极管管是是作作为为开开关关运运用用的的。整整流流电电路路既既有有交交流流量量,又又有有直直流流量量,通常对通常对:输入(交流)输入(交流)用有效值或最大值;用有效值或最大值;输出(交直流)输出(交直流)用平均值;用平均值;整流管正向电流整流管正向电流用平均值;用平均值;整流管反向电压整流管反向电压用最大值。用最大值。现在学习的是第11页,共37页9.2 滤波电路1 1 电容滤波电路电容滤波电路2 2 电感滤波电路电感滤波电路现在学习的是第12页,共37页15.2.1 15.2.1 电容滤波电路电容滤波电路 (1)(1)滤波的基本概
7、念滤波的基本概念 滤滤波波电电路路利利用用电电抗抗性性元元件件对对交交、直直流流阻阻抗抗的的不不同同,实实现现滤滤波波。电电容容器器C对对直直流流开开路路,对对交交流流阻阻抗抗小小,所所以以C应应该该并并联联在在负负载载两两端端。电电感感器器L对对直直流流阻阻抗抗小小,对对交交流流阻阻抗抗大大,因因此此L 应应与与负负载载串串联联。经经过过滤滤波波电电路路后后,既既可可保保留留直直流流分分量量、又又可可滤滤掉掉一一部部分分交交流流分分量量,改改变变了了交交直直流流成成分分的的比比例例,减减小小了了电电路路的脉动系数,改善了直流电压的质量。的脉动系数,改善了直流电压的质量。现在学习的是第13页,
8、共37页(2)(2)半波整流半波整流+电容滤波电容滤波 工作原理工作原理V2从从0 0开始增大时,二极管导通,对电容充电,充电时间为开始增大时,二极管导通,对电容充电,充电时间为V2从从V2M开始减小时,二极管截止,电容放电,放电时间为开始减小时,二极管截止,电容放电,放电时间为充电快充电快放电慢放电慢现在学习的是第14页,共37页 输出电压的平均值输出电压的平均值VO平均输出电压平均输出电压VO的值取决于放电时间的的值取决于放电时间的长短长短负载开路时负载开路时电容电容C C开路时开路时其中,其中,T为交流源的周期为交流源的周期现在学习的是第15页,共37页 整流二极管和滤波电容的选取整流二
9、极管和滤波电容的选取滤波电容的耐压值大于滤波电容的耐压值大于滤波电容滤波电容现在学习的是第16页,共37页(3 3)全波整流)全波整流+电容滤波电路电容滤波电路 现以单相桥式电容滤波整流电路为例来说明。电容滤现以单相桥式电容滤波整流电路为例来说明。电容滤波电路如图波电路如图15.0615.06所示,在负载电阻上并联了一个滤波电所示,在负载电阻上并联了一个滤波电容容C。图15.06电容滤波电路 动画动画1现在学习的是第17页,共37页当v2到达90时,v2开始下降。先假设二极管关断,电容C就要以指数规律向负载L放电。指数放电起始点的放电速率很大。(3)(3)滤波原理滤波原理若若电电路路处处于于正
10、正半半周周,二二极极管管D D1 1、D D3 3导导通通,变变压压器器次次端端电电压压v v2 2给给电电容容器器C C充充电电。此此时时C C相相当当于于并并联联在在v v2 2上上,所所以以输输出出波波形形同同v v2 2 ,是正弦形。是正弦形。图15.07电容滤波波形图所以,在所以,在t t1 1到到t t2 2时刻,二极管导电,时刻,二极管导电,充电,充电,v vC C=v vL L按正弦规律变化;按正弦规律变化;t t2 2到到t t3 3时刻二极管关断,时刻二极管关断,v vC C=v vL L按指数按指数曲线下降,放电时间常数为曲线下降,放电时间常数为R RL LC C。电容滤
11、波过程见图电容滤波过程见图15.0715.07。在刚过在刚过9090时时,正弦曲线下降的,正弦曲线下降的速率很慢。所以刚过速率很慢。所以刚过9090时二极管仍然时二极管仍然导通。导通。在超过在超过9090后的某个点后的某个点,正弦曲线,正弦曲线下降的速率越来越快,当刚超过指数曲线下降的速率越来越快,当刚超过指数曲线起始放电速率时,二极管关断。起始放电速率时,二极管关断。动画动画2现在学习的是第18页,共37页当放电时间常数当放电时间常数RLC增加时,增加时,t1点点要右移,要右移,t2点要左移,二极管点要左移,二极管关断时间加长,导通角减小,关断时间加长,导通角减小,见曲线见曲线3 3;反之,
12、;反之,RLC减少时,减少时,导通角增加。显然,当导通角增加。显然,当L很小,很小,即即IL很大时,电容滤波的效果很大时,电容滤波的效果不好,见图不好,见图滤波曲线滤波曲线中的中的2 2。反之,当反之,当L很大,即很大,即IL很小很小时时,尽尽管管C较较小小,RLC仍仍很很大大,电电容容滤滤波波的的效效果果也也很很好好,见见滤滤波曲线中的波曲线中的3 3。所以电容滤波适合输出电流较小的场合。所以电容滤波适合输出电流较小的场合。问题:问题:有有无无L L即空载,此时即空载,此时VC=VL=?现在学习的是第19页,共37页(4)(4)电容滤波的计算电容滤波的计算在RLC=(35)T/2的条件下,近
13、似认为 VL=VO=1.2V2输出电压的平均值与输出电压的平均值与RLC有关有关RL开路时,开路时,VO=VOmaxC开路时,开路时,VO=VOmin=0.9V2现在学习的是第20页,共37页*使用条件:现在学习的是第21页,共37页电感滤波见教材158页现在学习的是第22页,共37页1 1 硅稳压二极管稳压电路硅稳压二极管稳压电路2 2 线性串联型稳压电源线性串联型稳压电源9.3 9.3 稳压电路稳压电路现在学习的是第23页,共37页1 1 硅稳压二极管稳压电路硅稳压二极管稳压电路硅稳压二极管稳压电路的原理硅稳压二极管稳压电路的原理稳压电阻的计算稳压电阻的计算现在学习的是第24页,共37页(
14、1)(1)硅稳压二极管稳压电路的原理硅稳压二极管稳压电路的原理硅稳压二极管稳压电路的电路图如硅稳压二极管稳压电路的电路图如图图16.0216.02所示。所示。它它是是利利用用稳稳压压二二极极管管的的反反向向击击穿穿特特性性稳稳压压的的,由由于于反反向向特特性性陡陡直直,较较大大的的电电流流变变化化,只只会会引起较小的电压变化。引起较小的电压变化。图图16.02 16.02 硅稳压二极管稳压电路硅稳压二极管稳压电路现在学习的是第25页,共37页 当输入电压变化时如何稳压当输入电压变化时如何稳压根据电路图可知根据电路图可知 输输入入电电压压V VI I的的增增加加,必必然然引引起起V VO O的的
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