常见的整流电路半波.pptx

下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页第第19章直流稳压电源章直流稳压电源小功率直流稳压电源的组成小功率直流稳压电源的组成小功率直流稳压电源的组成小功率直流稳压电源的组成功能：功能：把交流电压变成稳定的大小合适把交流电压变成稳定的大小合适 的直流电压的直流电压u4uou3u2u1交流电源交流电源交流电源交流电源负载负载负载负载变压变压变压变压整流整流整流整流滤波滤波滤波滤波稳压稳压稳压稳压下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页19.1 整流电路整流电路整流电路的作用整流电路的作用整流电路的作用整流电路的作用:将交流电压转变为脉动的直流电压。将交流电压转变为脉动的直流电压。常见的整流电路：常见的整流电路：常见的整流电路：常见的整流电路：半波、全波、桥式和倍压整流；单相和三相整流半波、全波、桥式和倍压整流；单相和三相整流等。等。分析时可把二极管当作理想元件处理：分析时可把二极管当作理想元件处理：分析时可把二极管当作理想元件处理：分析时可把二极管当作理想元件处理：二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。整流原理：整流原理：整流原理：整流原理：利用二极管的单向导电性利用二极管的单向导电性下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页uDO19.1.1 单相半波整流电路单相半波整流电路2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理 u u 正半周，正半周，正半周，正半周，V Va aVVb b，二极管二极管二极管二极管D D导通；导通；导通；导通；3.3.工作波形工作波形工作波形工作波形 u 负半周，负半周，VaVVb b，二二二二极管极管极管极管 D D1 1、D D3 3 导通，导通，导通，导通，D D2 2、D D4 4 截止截止截止截止 。3.3.工作波形工作波形工作波形工作波形uD2uD41.1.电路结构电路结构电路结构电路结构 uouD t tRLuiouo1234ab+动画动画u下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例例1：单相桥式整流电路，已知交流电网电压为单相桥式整流电路，已知交流电网电压为 220 V，负载电阻，负载电阻 RL=50，负载电压，负载电压Uo=100V，试求变压器的变比和容量，并选择二极管。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副边电流有效值变压器副边电流有效值变压器副边电流有效值变压器容量变压器容量变压器容量变压器容量 S=U I=122 2.2=207.8 V A变压器副边电压变压器副边电压 U 122 V 可选用二极管可选用二极管2CZ11C，其最大整流电流为，其最大整流电流为1A，反向工作峰值电压为，反向工作峰值电压为300V。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例例例例2 2 2 2：试分析图示桥式整流电路中的二极管试分析图示桥式整流电路中的二极管试分析图示桥式整流电路中的二极管试分析图示桥式整流电路中的二极管D D2 2 或或或或D D4 4 断断断断开时负载电压的波形。开时负载电压的波形。开时负载电压的波形。开时负载电压的波形。如果如果如果如果D D2 2 或或或或D D4 4 接反，后果如何接反，后果如何接反，后果如何接反，后果如何？如果如果如果如果D D2 2 或或或或D D4 4因击穿或烧坏而短路，后果又如何？因击穿或烧坏而短路，后果又如何？因击穿或烧坏而短路，后果又如何？因击穿或烧坏而短路，后果又如何？uo+_u+_RLD2D4 D1D3解：解：解：解：当当D2或或D4断开后断开后 电路为单相半波整流电路。正半周时，电路为单相半波整流电路。正半周时，D1和和D3导导通，负载中有电流通，负载中有电流过，负载电压过，负载电压uo o=u；负半周时，；负半周时，D1和和D3截止，负载中无电流通截止，负载中无电流通过，负载两端无电压，过，负载两端无电压，uo o=0=0。uo u 2 34twtw234oo下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 如果如果如果如果D D2 2或或或或D D4 4接反接反接反接反 则正半周时，二极管则正半周时，二极管D1、D4或或D2、D3导通，电流导通，电流经经D1、D4或或D2、D3而造成电源短路，电流很大，因而造成电源短路，电流很大，因此变压器及此变压器及D1、D4或或D2、D3将被烧坏。将被烧坏。如果如果如果如果D D2 2或或或或D D4 4因击穿烧坏而短路因击穿烧坏而短路因击穿烧坏而短路因击穿烧坏而短路 则正半周时，情况与则正半周时，情况与D2或或D4接反类似，电源及接反类似，电源及D1或或D3也将因电流过大而烧坏。也将因电流过大而烧坏。uo+_u+_RLD2D4 D1 D3下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页19.2 滤波器滤波器 交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，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。其中既有直流成份又有交流成份。滤波原理：滤波原理：滤波原理：滤波原理：滤波电路利用储能元件电容两端的电滤波电路利用储能元件电容两端的电压压(或通过电感中的电流或通过电感中的电流)不能突变的特性不能突变的特性,滤掉整流滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达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。到平滑输出电压波形的目的。方法：方法：将电容与负载将电容与负载RL并联并联(或将电感与负载或将电感与负载RL串串联联)。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 19.2.1 电容滤波器电容滤波器 1.1.电路结构电路结构电路结构电路结构2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理 u uC时，二极管导通，时，二极管导通，电源在给负载电源在给负载RL供电的供电的同时也给电容充电，同时也给电容充电，uC 增加，增加，uo=uC。u u u uC时，二极管截止，电容通过负载时，二极管截止，电容通过负载时，二极管截止，电容通过负载时，二极管截止，电容通过负载R RL L 放电，放电，放电，放电，u uC C按指数规律下降，按指数规律下降，按指数规律下降，按指数规律下降，u uo o=u uC 。+Cici +aDuoubRLio=uC 3.3.工作波形工作波形工作波形工作波形二极管承受的最高反向电压为二极管承受的最高反向电压为 。动画动画uou tO tO下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.4.电容滤波电路的特点电容滤波电路的特点电容滤波电路的特点电容滤波电路的特点(T T 电源电压的周期电源电压的周期电源电压的周期电源电压的周期)(1)(1)输出电压的脉动程度与平均值输出电压的脉动程度与平均值Uo与放电时间与放电时间 常数常数RLC有关。有关。R RL LC C 越大越大越大越大 电容器放电越慢电容器放电越慢电容器放电越慢电容器放电越慢 输出电压的平均值输出电压的平均值输出电压的平均值输出电压的平均值U Uo o 越大，波形越平滑。越大，波形越平滑。越大，波形越平滑。越大，波形越平滑。近似估算取：近似估算取：Uo=1.2 U (桥式、全波）桥式、全波）Uo=1.0 U（半波）半波）当负载当负载当负载当负载R RL L 开路时，开路时，开路时，开路时，U UOO 为了得到比较平直的输出电压为了得到比较平直的输出电压下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页(2)(2)外特性曲线外特性曲线外特性曲线外特性曲线有电容有电容滤波滤波1.41.4U U 无电容滤波无电容滤波0.45.45U U UooIO 结论结论 采用电容滤波时，输出电采用电容滤波时，输出电采用电容滤波时，输出电采用电容滤波时，输出电压受负载变化影响较大，即压受负载变化影响较大，即压受负载变化影响较大，即压受负载变化影响较大，即带负载能力较差。带负载能力较差。带负载能力较差。带负载能力较差。因此电容滤波适合于要求因此电容滤波适合于要求输出电压较高、负载电流较输出电压较高、负载电流较小且负载变化较小的场合。小且负载变化较小的场合。(3)(3)流过二极管的瞬时电流很大流过二极管的瞬时电流很大流过二极管的瞬时电流很大流过二极管的瞬时电流很大选管时一般取：选管时一般取：选管时一般取：选管时一般取：I IOM OM=2=2 I ID D RLC 越大越大O 越高，越高，IO 越越大大整流二极管导通时间越短整流二极管导通时间越短 iD 的峰值电流越大。的峰值电流越大。iD tuo tOO下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例：例：有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频率率 f=50Hz，负载电阻，负载电阻 RL=200，要求直流输出电，要求直流输出电压压Uo=30V，选择整流二极管及滤波电容器。，选择整流二极管及滤波电容器。流过二极管的电流流过二极管的电流流过二极管的电流流过二极管的电流二极管承受的最高反向电压二极管承受的最高反向电压二极管承受的最高反向电压二极管承受的最高反向电压变压器副边电压的有效值变压器副边电压的有效值变压器副边电压的有效值变压器副边电压的有效值 uRLuo+C解：解：1.1.选择整流二极管选择整流二极管选择整流二极管选择整流二极管可选用二极管可选用二极管2CP11IOM=100mA UDRM=50V 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例：例：有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频率率 f=50Hz，负载电阻，负载电阻 RL=200，要求直流输出电，要求直流输出电压压Uo=30V，选择整流二极管及滤波电容器。，选择整流二极管及滤波电容器。取取 RLC=5 T/2已知已知RL=50 uRLuo+C解：解：2.选择滤波电容器选择滤波电容器可选用可选用C=250 F，耐压为，耐压为50V的极性电容器的极性电容器下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页19.2.2 电感电容滤波器电感电容滤波器1.1.电路结构电路结构电路结构电路结构L uRLuo+C2.2.滤波原理滤波原理滤波原理滤波原理 对直流分量对直流分量对直流分量对直流分量:X XL L=0=0=0=0，L L L L相当于短路相当于短路相当于短路相当于短路,电压大部分降电压大部分降电压大部分降电压大部分降在在在在R RL L上。对谐波分量上。对谐波分量上。对谐波分量上。对谐波分量:f f 越高越高越高越高,X XL L越大越大越大越大,电压大部分降电压大部分降电压大部分降电压大部分降在在在在L L上。上。上。上。因此因此因此因此,在负载上得到比较平滑的直流电压。在负载上得到比较平滑的直流电压。在负载上得到比较平滑的直流电压。在负载上得到比较平滑的直流电压。当流过电感的电流发生变化时，线圈中产生自感当流过电感的电流发生变化时，线圈中产生自感当流过电感的电流发生变化时，线圈中产生自感当流过电感的电流发生变化时，线圈中产生自感电势阻碍电流的变化电势阻碍电流的变化电势阻碍电流的变化电势阻碍电流的变化,使负载电流和电压的脉动减小。使负载电流和电压的脉动减小。使负载电流和电压的脉动减小。使负载电流和电压的脉动减小。LCLC滤波适合于电流较大、要求输出电压脉动较小滤波适合于电流较大、要求输出电压脉动较小滤波适合于电流较大、要求输出电压脉动较小滤波适合于电流较大、要求输出电压脉动较小的场合，用于高频时更为合适。的场合，用于高频时更为合适。的场合，用于高频时更为合适。的场合，用于高频时更为合适。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页19.2.3 形形滤波器滤波器 形形形形 LC LC 滤波器滤波器滤波器滤波器 滤波效果比滤波效果比LC滤波器更好，滤波器更好，但二极管的冲但二极管的冲击电流较大。击电流较大。比比 形形 LC 滤波器的体积滤波器的体积小、成本低。小、成本低。L uRLuo+C2+C1 形形形形 RC RC 滤波器滤波器滤波器滤波器R uRLuo o+C2+C1 R R 愈大，愈大，愈大，愈大，C C2 2愈大，愈大，愈大，愈大，滤波效果愈好。但滤波效果愈好。但滤波效果愈好。但滤波效果愈好。但R R 大将使直大将使直大将使直大将使直流压降增加，流压降增加，流压降增加，流压降增加，主要适用于负载电流较小而又要求输主要适用于负载电流较小而又要求输主要适用于负载电流较小而又要求输主要适用于负载电流较小而又要求输出电压脉动很小的场合。出电压脉动很小的场合。出电压脉动很小的场合。出电压脉动很小的场合。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页N1N3C20.047 FD2D3D4D12CZ12A4N2FU23A2000 F/50V+C124VFU11A直流直流24V交流交流220V交直流收扩两用机电源交直流收扩两用机电源下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页19.3 直流稳压电源直流稳压电源 稳压电路（稳压器）是为电路或负载提供稳定的输稳压电路（稳压器）是为电路或负载提供稳定的输稳压电路（稳压器）是为电路或负载提供稳定的输稳压电路（稳压器）是为电路或负载提供稳定的输出电压的一种电子设备。出电压的一种电子设备。出电压的一种电子设备。出电压的一种电子设备。稳压电路的输出电压大小基本上与电网电压、负载稳压电路的输出电压大小基本上与电网电压、负载稳压电路的输出电压大小基本上与电网电压、负载稳压电路的输出电压大小基本上与电网电压、负载及环境温度的变化无关。理想的稳压器是输出阻抗为及环境温度的变化无关。理想的稳压器是输出阻抗为及环境温度的变化无关。理想的稳压器是输出阻抗为及环境温度的变化无关。理想的稳压器是输出阻抗为零的恒压源。实际上，它是内阻很小的电压源。其内零的恒压源。实际上，它是内阻很小的电压源。其内零的恒压源。实际上，它是内阻很小的电压源。其内零的恒压源。实际上，它是内阻很小的电压源。其内阻越小，稳压性能越好。阻越小，稳压性能越好。阻越小，稳压性能越好。阻越小，稳压性能越好。稳压电路是整个电子系统的一个组成部分，也可以稳压电路是整个电子系统的一个组成部分，也可以稳压电路是整个电子系统的一个组成部分，也可以稳压电路是整个电子系统的一个组成部分，也可以是一个独立的电子部件。是一个独立的电子部件。是一个独立的电子部件。是一个独立的电子部件。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页19.3.1 稳压管稳压电路稳压管稳压电路2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理UO=UZ IR=IO+IZUIUZRL(IO)IR 设设UI一定，负载一定，负载RL变化变化UO 基本不变基本不变 IR(IRR)基本不变基本不变 UO(UZ)IZ 1.1.电路电路电路电路+UIRL+CIOUO+uIRRDZIz限流调压限流调压稳压电路稳压电路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页19.3.1 稳压管稳压电路稳压管稳压电路2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理UO=UZ IR=IO+IZUIUZUI UZ 设负载设负载设负载设负载R RL L一定，一定，一定，一定，U UI I 变化变化变化变化 UO 基本不变基本不变 IRR IZ IR 1.1.电路电路电路电路+UIRL+CIOUO+uIRRDZIz下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页3.3.参数的选择参数的选择参数的选择参数的选择(1)UZ=UO(2)IZM=(1.5 3)ICM(3)UI=(2 3)UO(4)为保证稳压为保证稳压为保证稳压为保证稳压管安全工作管安全工作管安全工作管安全工作为保证稳压为保证稳压为保证稳压为保证稳压管正常工作管正常工作管正常工作管正常工作 适用于输出电压固适用于输出电压固适用于输出电压固适用于输出电压固定、输出电流不大、且定、输出电流不大、且定、输出电流不大、且定、输出电流不大、且负载变动不大的场合。负载变动不大的场合。负载变动不大的场合。负载变动不大的场合。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页19.3.2 恒压源恒压源 由稳压管稳压电路和运算放大器可组成恒压源。由稳压管稳压电路和运算放大器可组成恒压源。UZRFR2R1+RL+UZRDZ+UUORFR2R1+RLRDZ+UZ+U反相输入恒压源反相输入恒压源同相输入恒压源同相输入恒压源改变改变 RF 即可调节恒压源的输出电压。即可调节恒压源的输出电压。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页UiTR2UZRLUO+R3+UB+DZ+Uf+R119.3.3 串联型稳压电路串联型稳压电路1.1.电路结构电路结构电路结构电路结构 串联型稳压电路由基准电压、比较放大、取样电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。路和调整元件四部分组成。调整调整元件元件比较比较放大放大基准基准电压电压取样取样电路电路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 当由于电源电压或负载电阻的变化使输出电当由于电源电压或负载电阻的变化使输出电压压UO 升高时，有如下稳压过程：升高时，有如下稳压过程：2.2.稳压过程稳压过程稳压过程稳压过程 由电路图可知由电路图可知由电路图可知由电路图可知UO Uf UB UO IC UCE 由于引入的是串联电压负反馈，故称串联型稳由于引入的是串联电压负反馈，故称串联型稳压电路。压电路。UITR2UZRLUO+R3+UB+DZ+Uf+R1下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页3.3.输出电压及调节范围输出电压及调节范围输出电压及调节范围输出电压及调节范围 输出电压输出电压输出电压输出电压UiTR2UZRLUO+R3+UB+DZ+Uf+R1