唐介《電工學(xué)》第11章(紀(jì)

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1、紀(jì)玉川jiyuchuan@126.comTel:669393第11章直流穩(wěn)壓電源本章主要內(nèi)容本章解決的問題：交流電網(wǎng)電壓直流穩(wěn)壓電源教學(xué)內(nèi)容：交流電網(wǎng)電壓（220V）經(jīng)變壓器二次側(cè)輸出電壓（電壓已降低）整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路直流穩(wěn)壓電源第1章直流穩(wěn)壓電路11.1直流穩(wěn)壓電源的組成11.2整流電路11.3濾波電路11.4穩(wěn)壓電路電源是生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)中的重要能源，許多大功率場(chǎng)合下需要交流電，但電解、電鍍及直流電動(dòng)機(jī)需要直流電。而在電子線路和自動(dòng)控制裝置中還需要電壓非常穩(wěn)定的直流電。為了得到直流電，除直流發(fā)電機(jī)外，更廣泛采用的就是半導(dǎo)體直流電源。交流電源負(fù)載變壓整流濾

2、波穩(wěn)壓ututututut半導(dǎo)體直流電源的原理方框圖11.1直流穩(wěn)壓電路的組成電源變壓器:將交流電網(wǎng)電壓u1變?yōu)楹线m的交流電壓u2。整流電路:將交流電壓u2變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓u3。濾波電路:將脈動(dòng)直流電壓u3轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷麟妷簎4。穩(wěn)壓電路:清除電網(wǎng)波動(dòng)及負(fù)載變化的影響,保持輸出電壓uo的穩(wěn)定。整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路u1u2u3u4uo1、單相半波整流電路iD電路如圖：設(shè)變壓器副邊電壓為整流電路:將交流電壓變換為單向脈動(dòng)電壓的電路。整流元件是具有單向?qū)щ娔芰Φ亩O管或晶閘管。TrDR+ab~uuo?t?tuuoio根據(jù)二極管的單向?qū)?/p>

3、電性，在二極管加正向電壓時(shí)導(dǎo)通，負(fù)載兩端有輸出電壓；而在加反向電壓時(shí)二極管截止，負(fù)載得不到輸出電壓。負(fù)載的電壓波形及電流波形見右下曲線圖。11.2整流電路一、不控整流電路二極管只在半個(gè)周期能夠?qū)щ?，而?fù)載上得到的電壓是單一方向，大小隨時(shí)間而變的(單向脈動(dòng)電壓)。對(duì)這種整流的輸出電壓，常用一個(gè)周期的平均值來表示它的大小。其平均值為整流電壓的平均值t0uTUo如果電路負(fù)載已知，則整流輸出電流的平均值為iDTrRab~uuoD二極管所承受的最大反向電壓：有一單相整流電路,負(fù)載電阻為750?,變壓器副邊電壓為20V，試求Uo，Io及UDRM,并選用二極管。查二極管參數(shù)

4、，選用2AP4(16mA,50V)。為了使用安全此項(xiàng)參數(shù)選擇應(yīng)比計(jì)算值大一倍左右。例:解:2、橋式整流電路單相半波整流電路只利用了電源的半個(gè)周期，并且整流電壓的脈動(dòng)較大。為此常采用全波整流電路，最常見的就是單相橋式整流電路。~RLuo~RLuuoa~TrRLbuuo~RLuuo（三）整流橋塊正確使用：~~輸入交流電壓+輸出直流電壓~~~~下一節(jié)上一頁下一頁返回上一節(jié)(集成硅整流橋)：~+~-??+–u2uL+?–?橋式整流電路的工作情況在變壓器副邊電壓u為正半周時(shí)，二極管D1、D3導(dǎo)通，而二極管D2、D4截止；uoa~TrRLbuD1D2D3D4uoa~TrR

5、LbuD2D4t0uT當(dāng)副邊電壓u為負(fù)半周時(shí)，二極管D2、D4導(dǎo)通，而二極管D1、D3截止。Uo單相橋式整流電路的輸出電壓：負(fù)載電阻中通過的輸出電流：每只二極管中通過的電流僅為輸出電流一半：每只二極管承受的最高反向電壓：常見的幾種整流電路UUoIoUUoIoUUoUIo整流電壓平均值t0uot0uot0uo電路整流電壓波形二極管平均電流二極管反向電壓副邊電流有效值11.3濾波電路整流電路僅將交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動(dòng)的直流電壓。這種電壓對(duì)許多電子設(shè)備遠(yuǎn)達(dá)不到要求，往往再加接濾波器以改善電壓的脈動(dòng)程度。1、電容濾波電路TrDRLab~uC=uoCt0ut0uD截止D導(dǎo)

6、通D導(dǎo)通D截止D導(dǎo)通電容濾波器的作用電容濾波器輸出電壓的脈動(dòng)程度有所改善，但帶負(fù)載能力較差。在負(fù)載不同的情況下，取用輸出電流Io愈大輸出平均電壓Uo愈小。其外特性曲線如右圖：IoUo01.4U電容濾波0.45U無電容濾波采用電容濾波時(shí)，輸出電壓的脈動(dòng)程度與電容器的放電時(shí)間常數(shù)RLC有關(guān)，其值愈大則脈動(dòng)程度就愈小。一般認(rèn)為或即可達(dá)到要求，此時(shí)輸出電壓Uo由下式估算：(半波)(全波)電容濾波電路中元件的選擇：由于二極管的導(dǎo)通時(shí)間較短，因此通過二極管的的電流峰值較大，應(yīng)避免電流沖擊損壞二極管；由于濾波電容保持有電壓輸出，應(yīng)注意二極管截止時(shí)所承受的最高反向電壓UDRM

7、有所不同，帶電容濾波的半波整流電路帶電容濾波的橋式整流電路UDRM不變；常用電容器一般在101~103微法，視負(fù)載電流大小而定。其耐壓值應(yīng)大于輸出電壓的最大值，一般大容量電容具有極性。2、電感電容濾波器(LC濾波器)要進(jìn)一步減小輸出電壓的脈動(dòng)程度，可在濾波電容之前串入鐵心電感線圈L——即LC濾波器。~TrRLuCL電感電容濾波電路由于電感線圈對(duì)整流電流的交流分量具有阻抗，?L比RL大得愈多則濾波效果就愈好。一般需要線圈的電感量較大，但其直流電阻也較大，因而會(huì)造成輸出電壓的下降。LC濾波器適于電流較大、輸出電壓脈動(dòng)很小的場(chǎng)合，更適合與高頻濾波。3、?形濾波器?形

8、LC濾波電路如果需要輸出電壓的脈動(dòng)更小