整流电路介绍实用教案

1、会计学1整流整流(zhngli)电路介绍电路介绍第一页，共23页。二极管只在半个周期能够导电，而负载上得到的电压是单一(dny)方向，大小随时间而变的(单向脉动电压)。对这种整流(zhngli)的输出电压，常用一个周期的平均值来表示它的大小。其平均值为整流整流(zhngli)电压电压的平均值的平均值U2t0uTUoUUtdtUUo45. 02)(sin2210如果电路负载已知，则整流输出电流的平均值为LLoRURUI45. 00第1页/共23页第二页，共23页。i DTrRabuuoD二极管所承受的最大反向(fn xin)电压：UUUmDRM2例例有一单相整流(zhngli)电路,负载电阻为

2、750,变压器副边电压为20V，试求Uo，Io及UDRM,并选用(xunyng)二极管。解解VUUo92045. 045. 0mARUILoo127509VUUDRM2 .282022查二极管参数，选用2AP4(16mA,50V)。为了使用安全此项参数选择应比计算值大一倍左右。第2页/共23页第三页，共23页。二、单相(dn xin)桥式整流电路 单相半波整流电路只利用了电源(dinyun)的半个周期，并且整流电压的脉动较大。为此常采用全波整流电路，最常见的就是单相桥式整流电路。RLuoRLuuoaTrRLbuuoRLuuo第3页/共23页第四页，共23页。在变压器副边电压(diny)u为正半

3、周时，二极管D1、D3导通，而二极管D2、D4截止；uoaTrRLbuD1D2D3D4uoaTrRLbuD2D4t0uU2TUUtdtUUo9 . 022)(sin210当副边电压(diny)u为负半周时，二极管D2、D4导通，而二极管D1、D3截止。Uo第4页/共23页第五页，共23页。UUo9 . 0负载电阻中通过的输出(shch)电流：LLoRURUI9 . 00每只二极管中通过(tnggu)的电流仅为输出电流一半：LDRUII45. 0210每只二极管承受的最高反向电压：UUDRM2第5页/共23页第六页，共23页。UUoIoUUoIoUUoUIo整流(zhngli)电压平均值t0uo

4、t0uot0uo电 路整流电压(diny)波形UUo45. 0UUo9 . 0UUo9 . 0二极管平均电流oI2oI2oI二极管反向电压UU41. 12UU41. 12UU83. 222副边电流有效值oI57. 1oI79. 0oI11. 1第6页/共23页第七页，共23页。 整流电路仅将交流电转换成单向脉动的直流电压(diny)。这种电压(diny)对许多电子设备远达不到要求，往往再加接滤波器以改善电压(diny)的脉动程度。一、电容一、电容(dinrng)滤波滤波器器(C滤波器滤波器)TrDRLabuC =uoCt0ut0uD截止(jizh)D导通D导通D截止截止D导通电容滤波器的作用电

5、容滤波器的作用第7页/共23页第八页，共23页。 电容滤波器输出电压的脉动(midng)程度有所改善，但带负载能力较差。 在负载不同的情况下，取用输出(shch)电流Io愈大输出(shch)平均电压Uo愈小。其外特性曲线如右图：IoUo01.4U电容滤波0.45U无电容滤波 采用电容滤波时，输出电压(diny)的脉动程与电容器的放电时间常数RLC有关，其值愈大则脉动程度就愈小。一般认为2)53(TCRL或CRL1)1510(即可达到要求，此时输出电压Uo由下式估算：UUoUUo2 . 1(半波)(全波)第8页/共23页第九页，共23页。电容电容(dinrng)滤波电路中元件滤波电路中元件的选择

6、：的选择：由于二极管的导通时间较短，因此通过(tnggu)二极管的的电流峰值较大，应避免电流冲击损坏二极管；由于滤波电容保持有电压输出，应注意(zh y)二极管截止时所承受的最高反向电压UDRM有所不同，带电容滤波的半波整流电路UUDRM22带电容滤波的桥式整流电路UDRM不变；常用电容器一般在101103微法，视负载电流大小而定。其耐压值应大于输出电压的最大值，一般大容量电容具有极性。第9页/共23页第十页，共23页。二、电感二、电感(din n)电容滤波器电容滤波器(LC滤波器滤波器)要进一步减小输出电压的脉动程度(chngd)，可在滤波电容之前串入铁心电感线圈L即LC滤波器。TrRLuC

7、L电感电容滤波电感电容滤波(lb)电路电路由于电感线圈对整流电流的交流分量具有阻抗，L比RL大得愈多则滤波效果就愈好。一般需要线圈的电感量较大，但其直流电阻也较大，因而会造成输出电压的下降。LC滤波器适于电流较大、输出电压脉动很小的场合，更适合与高频滤波。第10页/共23页第十一页，共23页。三、三、 形形滤波器滤波器 形形LC滤波滤波(lb)电路电路如果(rgu)需要输出电压的脉动更小，可以再加一个滤波电容。 形LC滤波器的效果跟好，但整流二极管的冲击电流较大。RLuC2LC1由于线圈体大且重，有些情况可用电阻(dinz)代替电感线圈以构成 形RC滤波器。R愈大滤波效果愈好，但将使输出电压下

8、降，所以适用于负载电流较小、电压脉动很小的场合。 形形RC滤波电路滤波电路RLuC2RC1第11页/共23页第十二页，共23页。实际实际(shj)电源举电源举例例-24VN2C1N3N13A 2000 F 50VFU2C21A.047 FFU12CZ12 4直流直流交流交流 24V220V 如图电源输出电压为24V，电流(dinli)为1.8A。变压器副绕组N3的电压约为20V，C2起抑制高频干扰作用；副绕组N2的电压为5.5V，供照明指示灯用。 直流24V电池的极性可任意接入。第12页/共23页第十三页，共23页。RLUiDZRCUoIZIo经整流(zhngli)和滤波后，虽脉动程度有了最大

9、改善，但直流电压幅度还会随着电网的波动或负载的变化而变化。最简单的直流稳压电源是利用(lyng)稳压管组成的。如图采用桥式整流和电容滤波，得到直流电压Ui，再经过限流电阻R和稳压管DZ ，使负载得到一个比较稳定的直流电压。稳压管稳压电路第13页/共23页第十四页，共23页。RLUiDZRCUoIZIo稳压(wn y)管稳压(wn y)电路电压的稳定(wndng)过程选择(xunz)稳压管一般规律： UZ=Uo式 IZmax=(15)Iomax Ui=(23)Uou Ui Uo IZ UR 保持负载电压Uo近似不变。当电源电压升高时当负载增加时Io UR Uo IZ UR 保持负载电压Uo近似不

10、变。第14页/共23页第十五页，共23页。 稳压管稳压电路结构虽简单，但稳压效果(xiogu)不够理想，一般只适用于负载较小的情况。为提高稳压效果(xiogu)常采用代放大环节的串联型晶体管稳压电路。RLUODZCR1UZR2R1R2U1R4R3T1T2Io变 压整 流滤 波调整(tiozhng)环节基准电压采样环节放大环节利用变压器将电网电压变换成所需幅度的交流电压；桥式整流电路将交流电变成直流电；电容式滤波使直流电的脉动成分进一步减小。采样环节：由R1、R2及Rp组成的电阻分压器，将输出电压的一部分送到放大环节。电位器可调节输出电压。opfURRRRRU2122基准电压：由稳压管DZ和R3

11、构成，稳压管两端的直流电压UZ是稳定性较高的直流电压。作为调整和比较的标准。放大环节：由晶体管T2构成的直流放大电路，其输入电压是采样电压与基准电压之差，放大后控制调整管。R4是其负载电阻。基准电压：由稳压管DZ和R3构成，稳压管两端的直流电 压 U Z是稳定 性 较 高 的直 流 电 压 。作 为 调 整 和比 较 的 标 准。调整环节：由工作于放大状态的功率管T1构成。其基极电流受放大环节控制，并由射极输出直流电压。第15页/共23页第十六页，共23页。RLUODZCR1UZR2R1R2U1R4R3T1T2Io串联型稳压电源自动调节(tioji)电压过程：Uo UBE2 IB2 IC2 U

12、CE2 Uo UCE1 IC1 IB1 UBE1 从调整(tiozhng)过程看，串联型稳压电源是一种串联电压负反馈电路。第16页/共23页第十七页，共23页。用运算放大器做比较放大环节(hunji)的串联型稳压电源：RLUODZR1UZR2R1R2U1R3TIo+第17页/共23页第十八页，共23页。集成集成(j chn)稳压电路稳压电路 稳压电源的应用场合相当广泛，但分立件串联型稳压电源及由运放构成的稳压电源结构比较复杂，还要注意(zh y)加接保护电路。因此，单片集成稳压电源应运而生并且得到广泛应用。基本可以做到免调试，且体积小、可靠性高、使用灵活、价格低廉。一、简单一、简单(jindn

13、)的集成稳压电源的集成稳压电源RLUODZRFUZR2+UR+R1RLUODZRFUZR2+UR+R1ZFoURRU1ZFoURRU)1 (1第18页/共23页第十九页，共23页。二、单片集成二、单片集成(j chn)稳压电源稳压电源 目前最普遍应用的单片稳压电源是W7800系列和W7900系列。其内部电路是在串联型晶体管稳压电路的基础上构成的。只有三个引出端：输入端1、输出端 2 和公共(gnggng)端 3 (俗称三端集成稳压器)。1. 外形(wi xn)图和主要参数123123W78159824型 号W7805 W7809 W7812 W7815Uo (V)591215UiMax(V)35UMin23Iom (A)2.2Ro ()0.030.15第19页/共23页第二十页，共23页。2. 典型应用(yngyng)电路CiCoW7800123UiUo+CiCoW7900321UiUo+W7800系列为正电源输出，典型应用只需在输入(shr)端和输出端与地之间各并联一个电容即可。前者抵消较长输入(shr)线的电感效应，防止产生自激振荡。后者用于吸收负载突变所产生的电压抖动杂波。W7900系列为负电压输出，除功能电极位置有差异外与W7800系列的应用电路一致。第20页/共23页第二十一页，共23页。3. 正负电源(dinyun)的实用电路CCiCoW7815123+15V+