第18章直流稳压电源PPT课件

2、单相桥式整流电路工作原理
T
u1
D4
u2
D1
D3
D2
u2正半周时 电流通路
D1、D3导通 RLD2、D4截止
u0
2、单相桥式整流电路工作原理
T
u1
D4
u2
D1
D3
D2
u2负半周时 电流通路
D2、D4导通 RL D1、D3截止
u0
3.桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形
+
u2
-
u2
D4 D1
第18章 直流稳压电源
第18章 直流稳压电源
§18.1 整流电路 §18.2 滤波器 §18.3 直流稳压电源
直流稳压电源的组成
• 电源变压器: 将交流电网电压u1变为合适的交流电 压u2。
• 整流电路: 将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。 • 滤波电路: 将脉动直流电压u3转变为平滑的直流
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，电源及D1 或D3也将因电流过大而烧坏。
§18.2 滤波器
滤波原理:
滤波电路利用储能元件电容两端的电压(或通 过电感中的电流)不能突变的特性, 将电容与负载RL 并联(或将电感与负载RL串联)，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 出电压波形的目的。
D3
D2
uD4,uD2
uD3,uD1
u0平均值U0：
RL
U0=0.9U2
u0 二极管上承受的最高反压:
U RM 2U 2
二极管上的平均电流：
t
ID
1 2
I0
1 2
U0 RL
交流电压经整流电路
t 整流后输出的是脉动直
流，其中既有直流成分
t 又有交流成份。
单相桥式整流时变压器副边电流有效值的计算：
有效值
I
1
2
2
0
(
I
m
sin
t
)
2
d
(t
)
Im 2
平均值
Io
2
1
2
0
Im
sin td (t)
2Im
故
I
1 22
I o
1.11Io
几种常见的硅整流桥 ~+~-
四、整流电路的主要参数
（1）单向桥式整流输出电压平均值（U0） 负载电压 U0的平均值为:
1
Uo 2
2 0
uodt
2
2U2 0.9U2
1
2
2 0
u
odt
u2
+
+
2U 2
u2
RL uo
O
–
–
2U2 0.45U2
t
b 二极管上的平均电流：
I0
ID
U0 RL
二极管上承受 的最高反压： URM
2U 2
O
uD
O
2U2
2U2
单向脉 动电 压t
t
4、参数计算 Tr a D io
u2
2U 2
+
+
u 2–
RL u–o
O
t
b
2U 2
单相半波整流时变压器副边 O
变压器容量 S = U I = 122 2.2 = 207. 8 V A
例2：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？
u
~
+D2 u_
D3
D1
+ RL _uo
o
π
D4
uo
t
2π 3π 4π
解：
I0
U0 RL
110 80
1.4 A
U2
U0 0.9
110 0.9
122
V
ID
1 2
I0
0.7
A
U DRM 2U 2 172 V
P442:可选用二极管2CZ55E IOM =1000mA
变比 K 380 3.1
URWM =300V
122
变压器副边电流有效值 I = 1.11 Io= 1.4 1.11 = 1.55 A
电压（恒压）u4。 • 稳压电路: 清除电网波动及负载变化的影响,保持输
出电压u0的稳定。
§18.1 整流电路
区别
交流电压
脉动直流电压
恒定电压
常见的小功率整流电路，有单相半波、全 波、桥式整流等。
为分析简单起见，我们把二极管当作理想 元件处理，即二极管的正向导通电阻为零，反 向电阻为无穷大。
一、 单相半波整流电路
负载上的(平均)电流:
Io
0.9U2 RL
+
u2
-
u2
D4 D1
D3
D2
uD4,uD2
uD3,uD1
交流电压经整流电
RL
路整流后输出的是脉
u0
动直流，其中既有直
流成分又有交流成份。
uo
2U 2
(2
4 3
cos
2
t
t 4 cos 4 t 4 cos 6 t)
t 15
35
t
uo
2U 2 (
解：当D2或D4断开后
o
t
π 2π 3π 4π
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。
~
+D2 u_
D3
D1
+ RL _uo
D4
如果D2或D4接反 则正半周时，二极管D1、D4或D2、D3导通，电流 经D1、D4或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。
2
4 3
cos
2
t
4 15
cos4tFra bibliotek4 35
cos 6
t)
4 2U2 S U01M 3 2 0.67
U0 2 2U2 3
五、整流电路中整流管的选择
平均电流(ID)与反向峰值电压(URM)是选择整 流管的主要依据。
ID
1 2
Io
0.45
U2 RL
URM 2U2
例1：单相桥式整流电路，已知交流电网电压为380 V， 负载电阻 RL = 80，负载电压Uo=110V，试选择二极管 并求变压器的变比和容量。
电流有效值的计算：
uD
t
I
1
2
0
(Im
sin t)2 d (t)
Im 2
O
2U2
t
单相半波整流时变压器副边
电流平均值的计算：
Io
1
2
0
Im
sin td (t)
Im
O
t
故I
1 2
I
o
1.57Io
Tr a D io
+
+
u2
RL uo
–
–
b
二、单相全波整流电路
1、电路结
Ta
D1
构
u1
u2 i0
u2
b
D2
u0 RL
Ta
D1
u1
u2 i0
u2
b
D2
u1
u0 RL
Ta
D1
u2 i0 RL u2 u0
b D2
2、参数计算
输出电压波形：
Ta
D1
u1
u2 i0 RL
u2 u0
b D2
二极管上承受的最高反压：
t u0平均值U0： U0=0.9U2 二极管上的平均电流：
ID
1 2
I0
1 2
U0 RL
URM 2 2U2
单相全波整流时变压器副边电流有效值的计算：
有效值
I
1
2
0
(Im
sin t)2 d (t)
Im 2
平均值
1
Io 2 2
0
Im
sin td (t)
2Im
故
I
1 4
I
o
0.79 I o
三、单相桥式整流电路
1、单相桥式整流电路结构
T
u1
D4
u2
D1
D3
D2
RL u0
桥式整流电路
1. 电路结构 Tr a D io
+
+
u2
RL uo
–
–
3. 工作波形 u2
2U 2
O
b
2. 工作原理
2U 2
u2 正半周，Va>Vb，
O
uD
二极管D导通；
O
u2 负半周，Va< Vb， 2U2
二极管D 截止 。
t
单向脉 动电 压t
t
4、参数计算
输出电压平均值
（U0）： Tr a
Uo
D io