電工電子技術(shù)實(shí)踐-直流穩(wěn)壓電源匯編

1、電工電子技術(shù)(jsh)實(shí)踐-直流穩(wěn)壓電源共二十九頁(yè)第7單元(dnyun) 直流穩(wěn)壓電源7.1 專題1 整流及濾波(lb)電路 7.2 專題2 直流穩(wěn)壓電路 共二十九頁(yè)7.1 專題(zhunt)1 整流及濾波電路整流電路按輸入電源相數(shù)按輸出波形單相整流電路三相整流電路半波整流電路全波整流電路 利用具有單向(dn xin)導(dǎo)電性能的整流元件如二極管等，將工頻交流電變換為脈動(dòng)直流電的電路稱為整流電路。 共二十九頁(yè)7.1 專題1 整流及濾波(lb)電路 單相(dn xin)半波整流電路如圖7-2所示。 7.1.1 半波整流電路 圖7-2 單相半波整流電路共二十九頁(yè) 當(dāng)u2為正半周時(shí)，a端電壓為正，b端

2、為負(fù)，二極管VD承受正向電壓而導(dǎo)通，此時(shí)有電流流過(guò)負(fù)載和電流流過(guò)二極管，并且二者相等。設(shè)二極管為理想元件，則負(fù)載兩端輸出電壓等于變壓器副邊電壓的正半波。 當(dāng)u2為負(fù)半周時(shí)，b端電壓為正，a端為負(fù)，二極管VD反向截止，負(fù)載上無(wú)電流通過(guò)(tnggu)，輸出電壓，變壓器二次側(cè)電壓全部加在二極管VD上。共二十九頁(yè) 流過(guò)負(fù)載電阻RL的電流(dinli)平均值為單相(dn xin)半波整流電壓的平均值為 共二十九頁(yè) 流經(jīng)二極管的電流(dinli)平均值與負(fù)載電流(dinli)平均值相等，即 二極管截止時(shí)承受的最高反向(fn xin)電壓為u2的最大值，即 URM=U2m= 共二十九頁(yè)7.1.2 單相橋式整

3、流(zhngli)電路 如圖7-3所示為單相橋式整流電路。當(dāng)u2為正半周時(shí)，a端電壓為正，b端為負(fù)，二極管VD1和VD3承受正向電壓而導(dǎo)通，而二極管VD2和VD4承受反向電壓而截止。此時(shí)電流(dinli)沿aVD1RLVD3b的路徑形成回路，負(fù)載壓降為上正下負(fù)。 共二十九頁(yè)圖7-3 單相橋式整流(zhngli)電路單相全波整流(zhngli)電壓的平均值為 共二十九頁(yè) 當(dāng)u2為負(fù)半周時(shí)，a端電壓為負(fù)，b端為正，二極管VD1和VD3承受反向電壓而截止，而二極管VD2和VD4承受正向電壓而導(dǎo)通。此時(shí)電流沿bVD2RL VD4a的路徑(ljng)形成回路，負(fù)載壓降仍然為上正下負(fù)。輸出整流波形如圖7-

4、4所示。 共二十九頁(yè) 流過(guò)負(fù)載電阻RL的電流(dinli)平均值為 圖7-4 單相橋式整流(zhngli)電路波形 流經(jīng)每個(gè)二極管的電流平均值為負(fù)載電流的一半，即 每個(gè)二極管在截止時(shí)承受的最高反向電壓為u2的最大值，即 URM=U2m= 共二十九頁(yè) 【例7-1】 試設(shè)計(jì)一臺(tái)輸出電壓為24 V、輸出電流為1 A的直流電源，電路形式可采 用單相(dn xin)半波整流或單相(dn xin)橋式整流，試確定兩種電路形式的變壓器副邊繞組的電壓有效值，并選定相應(yīng)的整流二極管。共二十九頁(yè)整流二極管承受(chngshu)的最高反向電壓為 流過(guò)整流二極管的平均(pngjn)電流為 URM= =1.4153.3

5、=75.2 V1 A 解 :（1）當(dāng)采用單相半波整流電路時(shí)，變壓器副邊繞組電壓有效值為共二十九頁(yè) 因此可選用 2CZ12B整流二極管，其最大整流電流為3 A，最高反向(fn xin)工作電壓為200 V。 （2）當(dāng)采用單相橋式整流電路時(shí)，變壓器副邊繞組電壓有效值為 整流(zhngli)二極管承受的最高反向電壓為 URM =1.4126.7=37.6 V共二十九頁(yè) 流過(guò)整流二極管的平均(pngjn)電流為 =0.5 A 因此可選用四只 2CZ11A整流(zhngli)二極管，其最大整流(zhngli)電流為1 A，最高反向工作電壓為100 V。 共二十九頁(yè)7.1.3 濾波(lb)電路 如圖7-5

6、（a）所示為電容濾波電路。 當(dāng)u2為正半周時(shí)，二極管VD承受正向電壓而導(dǎo)通，電源u2在向負(fù)載RL供電的同時(shí)又對(duì)電容C充電。如果忽略二極管正向壓降，電容電壓uc隨u2按正弦規(guī)律上升至的最大值 。 當(dāng)u2從峰值開(kāi)始下降，其值uc小于時(shí)，VD受反向電壓而截至，電容C通過(guò)負(fù)載RL放電。當(dāng)uc降至小于u2時(shí)，二極管又導(dǎo)電(dodin)，電容C再次充電。如此循環(huán)下去，負(fù)載上能夠得到較平滑的直流電壓，如圖7-5（b）。共二十九頁(yè) 如圖10-5（ b）所示。電容C放電的快慢取決于時(shí)間常數(shù)（=RC）的大小，時(shí)間常數(shù)越大，電容C放電越慢，輸出電壓Uo就越平坦，平均值也越高。 單相半波整流電容濾波(lb)電路選取原

7、則為：?jiǎn)蜗鄻蚴秸麟娙轂V波電路選取原則為： 中，T為電網(wǎng)電壓周期。 共二十九頁(yè)7.1 專題(zhunt)1 直流穩(wěn)壓電路 將不穩(wěn)定的直流電壓變換成穩(wěn)定直流電壓的電路稱為直流穩(wěn)壓電路。 如圖7-7所示為一個(gè)硅穩(wěn)壓二極管組成的并聯(lián)(bnglin)型穩(wěn)壓電路。該電路由限流電阻R，硅穩(wěn)壓二極 管VDz及負(fù)載電阻RL組成。硅穩(wěn)壓二極管正常工作在反向擊穿區(qū)，當(dāng)電流在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，其端電壓基本保持不變。其工作原理分兩種情況進(jìn)行討論：一、并聯(lián)型穩(wěn)壓電路 共二十九頁(yè)圖7-5 電容(dinrng)濾波電路及波形一般(ybn)常用如下經(jīng)驗(yàn)公式估算電容濾波時(shí)的輸出電壓平均值: 半波:Uo=U2; 全波: Uo =

8、1.2U2（有載）。共二十九頁(yè)（1）當(dāng)負(fù)載電阻RL不變時(shí)，若輸入電壓Ui增加，硅穩(wěn)壓二極管兩端的電壓UO隨之升高，導(dǎo)致流過(guò)穩(wěn)壓二極管的電流IZ急劇增加，使流過(guò)電阻R的電流I增大，電阻R上的壓降UR迅速增大，UO相應(yīng)降低(jingd)，從而使UO基本保持不變。反之，若輸入電壓Ui減小，流過(guò)穩(wěn)壓二極管的電流IZ相應(yīng)減小，電阻R上的壓降UR迅速減小，從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓UO的目的。 共二十九頁(yè)（2）當(dāng)輸入電壓Ui不變時(shí)，若負(fù)載電阻RL增加，硅穩(wěn)壓二極管兩端的電壓UO升高(shn o)，IZ和I隨之增大，壓降UR迅速增大使UO相應(yīng)降低，從而使UO基本不變。反之亦然。 圖7-7 并聯(lián)型穩(wěn)壓(wn y)電

9、路共二十九頁(yè) 1.電路的組成及各部分(b fen)的作用 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路如圖7-8所示。 （1）取樣環(huán)節(jié):由R1、RP、R2組成的分壓電路構(gòu)成，它將輸出電壓Uo分出一部分作為取樣電壓UF，送到比較放大環(huán)節(jié)。 圖7-8 串聯(lián)(chunlin)型穩(wěn)壓電路 二、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路 共二十九頁(yè) （2）基準(zhǔn)電壓:由穩(wěn)壓二極管 VDZ和電阻R3構(gòu)成的穩(wěn)壓電路，為電路提供一個(gè)(y )穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓UZ，作為調(diào)整、比較的標(biāo)準(zhǔn)。 （3）比較放大環(huán)節(jié):由 VT2和R4構(gòu)成的直流放大器，其作用是將取樣電壓UF與基準(zhǔn)電壓UZ比較放大后控制調(diào)整管VT1管壓降UCE1。 共二十九頁(yè)（4）調(diào)整環(huán)節(jié):由工作在線性放大區(qū)的調(diào)整管

10、VT1組成，VT1的基極(j j)電流IB1受比較放 大電路輸出的控制，它的改變又可使集電極電流IC1和集、射電壓UCE1改變，從而達(dá)到自動(dòng)穩(wěn)定輸出電壓的目的。 共二十九頁(yè)（2）穩(wěn)壓原理 當(dāng)RL不變而Ui減小時(shí)，輸出電壓UO有下降的趨勢(shì)，通過(guò)取樣電阻的分壓使比較放大器的基極電位UB2下降，而比較放大管的發(fā)射極電壓不變（UE2=UZ），UBE2下降，因此比較放大管導(dǎo)通能力減弱，UCE2增大，UC2升高，調(diào)整管導(dǎo)通能力增強(qiáng)，調(diào)整管VT1集射極之間的電阻RCE1減小，管壓降UCE1下降，使輸出電壓UO上升，保證(bozhng)UO基本不變， 共二十九頁(yè)其穩(wěn)壓過(guò)程(guchng)表示如下： UiUOU

11、F(UB2)UBE2(UE2不變)UC2UB1RCE1UCE1UO 反之，若Ui升高，分析方法相同。 共二十九頁(yè) 當(dāng)Ui不變而RL增大時(shí)，輸出電壓UO有上升的趨勢(shì)(qsh)，則電路調(diào)整過(guò)程為： RLUOUF(UB2)UBE2(UE2不變)UC2UB1RCE1UCE1UO 若RL減小，分析方法相同。共二十九頁(yè)3.電路(dinl)的輸出電壓 設(shè) VT2發(fā)射結(jié)電壓UCE2可忽略，則 基準(zhǔn)(jzhn)電壓UZ不變，可用電位器RP調(diào)節(jié)輸出電壓Ui的大小。共二十九頁(yè)內(nèi)容摘要電工(dingng)電子技術(shù)實(shí)踐-直流穩(wěn)壓電源。設(shè)二極管為理想元件，則負(fù)載兩端輸出電壓等于變壓器副邊電壓的正半波。二極管截止時(shí)承受的最高反向電壓為u2的最大值，即。此時(shí)電流沿aVD1RLVD3b的路徑形成回路，負(fù)載壓降為上正下負(fù)。此時(shí)電流沿bVD2RL VD4a的路