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1、第六章 直流电源电路 6.1 直流电源的组成,功能：把交流电压变成稳定的大小合适 的直流电压,单相半波整流电路,一、单相半波整流电路,2. 工作原理,u 正半周，VaVb， 二极管D导通；,3. 工作波形,u 负半周，Va Vb， 二极管D 截止 。,1. 电路结构,6.2 整流电路, 海淘,单相半波整流电路,4. 参数计算,(1) 整流电压平均值 Uo,(2) 整流电流平均值 Io,(3) 流过每管电流平均值 ID,(4) 每管承受的最高反向电压 UDRM,(5) 变压器副边电流有效值 I,单相半波整流电路,5. 整流二极管的选择,平均电流 ID 与最高反向电压 UDRM 是选择整流二极管的
2、主要依据。,选管时应满足： IOM ID ， URWM UDRM,半波整流电路的优点：结构简单，使用的元件少。,缺点:电源利用率低，输出的直流成分比较低；输出波形的脉动大； 只用在要求不高，输出电流较小的场合。,单相半波整流电路,二、单相桥式整流电路,2. 工作原理,u 正半周，VaVb，二极管 D1、 D3 导通， D2、 D4 截止 。,3. 工作波形,uD2uD4,1. 电路结构,单相半波整流电路,2. 工作原理,3. 工作波形,uD2uD4,1. 电路结构,u 正半周，VaVb，二极 管 1、3 导通，2、4 截止 。,u 负半周，VaVb，二极 管 2、4 导通，1、3 截止 。,u
3、D1uD3,单相半波整流电路,4. 参数计算,(1) 整流电压平均值 Uo,(2) 整流电流平均值 Io,(3) 流过每管电流平均值 ID,(4) 每管承受的最高反向电压 UDRM,(5) 变压器副边电流有效值 I,单相半波整流电路,解：变压器副边电压有效值,例：单相桥式整流电路，已知交流电网电压为 220V，负载电阻 RL = 50，负载电压Uo=100V，试求变压器的变比和容量，并选择二极管。,流过每只二极管电流平均值,每只二极管承受的最高反向电压,整流电流的平均值,考虑到变压器副绕组及二极管上的压降，变压器副边电压一般应高出 5%10%，即取,U = 1.1 111 122 V,单相半波
4、整流电路,例：单相桥式整流电路，已知交流电网电压为 220 V，负载电阻 RL = 50，负载电压Uo=100V， 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,变压器容量 S = U I = 122 2.2 = 207. 8 V A,变压器副边电压 U 122 V,可选用二极管2CZ11C，其最大整流电流为1A，反向工作峰值电压为300V。,单相半波整流电路,例,试分析图示桥式整流电路中的二极管D2 或D4 断开时负载电压的波形。如果D2 或D4 接反，后果如何？如果D2 或D4因击穿或烧坏而短路，后果又如何？,解：当
5、D2或D4断开后 电路为单相半波整流电路。正半周时，D1和D3导通，负载中有电流过，负载电压uo=u；负半周时，D1和D3截止，负载中无电流通过，负载两端无电压， uo =0。,单相半波整流电路,如果D2接反 则正半周时，二极管D2、D3导通，电流经D2、D3而造成电源短路，电流很大，因此变压器及D1、D4或D2、D3将被烧坏。,如果D2或D4因击穿烧坏而短路 则正半周时，情况与D2或D4接反类似，将因电流过大而烧坏。,单相半波整流电路,6.3、 滤波器,交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，其中既有直流成份又有交流成份。 滤波：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
6、出电压波形的目的。 方法：将电容与负载RL并联(或将电感与负载RL串联)。,单相半波整流电路,一、电容滤波器 1. 电路结构,2. 工作原理,u uC时，二极管导通，电源在给负载RL供电的同时也给电容充电， uC 增加，uo= uC 。,u uC时，二极管截止，电容通过负载RL 放电，uC按指数规律下降， uo= uC 。,= uC,3. 工作波形,二极管承受的最高反向电压为 。,单相半波整流电路,4. 电容滤波电路的特点及输出电压估算,(T 电源电压的周期),输出电压的脉动程度与平均值Uo与放电时间 常数RLC有关。,RLC 越大 电容器放电越慢 输出电压的平均值Uo 越大，波形越平滑。,近
7、似估算取： Uo = 1. 2 U ( 桥式、全波） Uo = 1. 0 U （半波）,当负载RL 开路时，UO ,为了得到比较平直的输出电压,单相半波整流电路,例：,有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频率 f=50Hz，负载电阻 RL = 200，要求直流输出电压Uo=30V，选择整流二极管及滤波电容器。,流过二极管的电流,二极管承受的最高反向电压,变压器副边电压的有效值,解：1. 选择整流二极管,可选用二极管2CP11,IOM =100mA URWM =50V,单相半波整流电路,例：有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频率 f=50Hz，负载电阻 RL = 200，要求直流输出电压U
8、o=30V，选择整流二极管及滤波电容器。,取 RLC = 5 T/2,已知RL = 200,解：2. 选择滤波电容器,可选用C=250F，耐压为50V的极性电容器,单相半波整流电路,二、 形滤波器, 形 LC 滤波器,滤波效果比L、C滤波器更好，但二极管的冲击电流较大。,比 形 LC 滤波器的体积小、成本低。, 形 RC 滤波器,单相半波整流电路,二. 工作原理,UO = UZ IR = IO + IZ,RL(IO) IR ,设UI一定，负载RL变化, UO (UZ ) , IZ,一. 电路,限流调压,稳压电路,6.4、稳压管压管电路,单相半波整流电路,2. 工作原理,UO = UZ IR =
9、 IO + IZ,UI UZ ,设负载RL一定， UI 变化, IZ , IR ,1. 电路,单相半波整流电路,3. 参数的选择,(1) UZ = UO (2) IZM= (1.5 3) Iomax (3) UI = (2 3) UO,适用于输出电压固定、输出电流不大、且负载变动不大的场合。,单相半波整流电路,6.5 串联型稳压电路,1. 电路结构,串联型稳压电路由基准电压、比较放大、取样电路和调整元件四部分组成。,调整元件,比较放大,基准电压,取样电路,单相半波整流电路,当由于电源电压或负载电阻的变化使输出电压UO 升高时，有如下稳压过程：,2. 稳压过程,由电路图可知,UO,Uf ,UB
10、,UO,IC ,UCE ,由于引入的是串联电压负反馈，故称串联型稳压电路。,单相半波整流电路,3. 输出电压及调节范围,输出电压,单相半波整流电路,6.6、 集成稳压电源 单片集成稳压电源，具有体积小,可靠性高,使用灵活,价格低廉等优点。最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端,故称之为三端集成稳压器。,1. 分类,XX两位数字为输出电压值,输出正电压78XX,输出负电压79XX,（1. 25 37 V 连续可调）,单相半波整流电路,2. 外形及引脚功能,W7800系列稳压器外形,W7900系列稳压器外形,塑料封装,单相半波整流电路,输出为固定正电压时的接法如图所示。,(1) 输出为固定
11、电压的电路,输入与输出之间的电压不得低于3V！,3. 三端固定输出集成稳压器的应用,0.11F,1F,为了瞬时增减负载电流 时，不致引起输出电压 有较大的波动。即用来 改善负载的瞬态响应。,用来抵消输入端接线 较长时的电感效应， 防止产生自激振荡。 即用以改善波形。,单相半波整流电路,(2)同时输出正、负电压的电路,单相半波整流电路,UXX: 为W78XX固定输出电压 UO= UXX + UZ,（3）提高输出电压的电路,IO= I2 + IC,（4）提高输出电流的电路,I2I1=IR+IB= -UBE/R+IC/ 如=10、UBE=-0.3V、R=0.5、 I2 =1A时，IC=4A,UO,IC,单相半波整流电路,