电工学讲义7-二极管稳压管及整流滤波稳压电路

1、在第二部分，电子技术、半导体二极管和整流电路中，导电率位于导体和绝缘体之间。硅、锗、硒和大多数金属氧化物和硫化物都是半导体。纯半导体的导电性不强，但通过添加杂质来增强。利用这一特性，半导体二极管、三极管、晶闸管等。半导体，通过一定的工艺，使半导体的一部分是P型，一部分是N型，然后中间界面形成PN结。实验表明，当PN结正向偏置时，称为大导通电流小电阻导通；当PN结反向偏置时，称为截止。二极管由PN结加引出线和外壳组成，P极引出线称为阳极，N极引出线称为阴极。符号：用万用表区分二极管的正负电极，半导体二极管的基本结构，(a)点接触式，(b)表面接触式，结面积小，结电容小，正向电流小。用于检测和频率

2、转换等高频电路。它结区大，正向电流大，结电容大，用于工频大电流整流电路。平面型用于集成电路制造过程。PN结面积可以大也可以小，用于高频整流和开关电路。二极管的伏安特性曲线是指流经二极管的电流和二极管两端电压之间的关系。不同二极管的伏安特性曲线是不同的，但它们的形状是相似的：、硅管约为0.60.7V，锗管约为0.20.3V，死区电压为、当二极管反向偏置并关断时，反向电流很小，锗管约为几十安，低功率硅管小于1安，击穿电压为：当反向电压增加到一定值时，反向电流突然急剧增加，二极管击穿并烧毁。反向击穿电压U(BR)、伏安特性、死区时间电压、反向击穿电压U(BR)，可以看出开关是关断的，通断的，正向压降

3、为0，反向电阻为无穷大，理想二极管，二极管命名规则为：2 C P 10，如何选择二极管，二极管的主要技术参数：1)最大整流电流ICM:二极管，2)峰值工作反向电压URWM:给出反向电压峰值，以保证二极管不击穿，一般为击穿电压的1/2。2:二极管c: n型硅材料，A: P型锗材料P:普通型，K:开关管，z:整流管，w:稳压管10:序列号，电路图，请询问：UAB，伏阳=- 6.7V伏阴=-12 V伏阳伏阴二极管导通如果管内电压降忽略不计，则二极管可视为短路这里，二极管充当箝位。ui 8V，二极管导通，可视为短路u0=8v uiud1D2优先导通，D1截止。如果忽略管压降，二极管可视为短路，UAB=

4、0 V，例如3:D1承受- 6 V的反向电压，流经D2的电流为UAB，其中D2充当箝位，D1充当隔离。二极管的使用、整流、检测、限幅、箝位、开关、元件保护、温度补偿等。二极管整流电路是将交流电转变为脉动直流电的过程，称为整流，它可以利用二极管的单向导通性来实现，在分析中可以把二极管看作一个理想的元件：二极管的正向导通电阻为零，反向电阻无穷大。元件：u2为正弦交流电源，d为二极管r为负载电阻Tr为变压器，图中电流和电压的正方向为正弦交流的正半周方向，单相半波整流电路，u1，1。电路结构，2。工作原理，u为正半周，VaVb，二极管d导通；工作波形、只有在交流正半周，电流才流过负载。通过半波整流，负

5、载上获得大小不等的单极电压，称为脉动电压。一个周期内脉动电压的平均值通常用来描述脉动电压的大小。4负载上电压和电流的计算。1.半波整流电压的平均值为：2。半波整流电流的平均值为：最大整流二极管电流IOM:URWM :峰值反向工作电压，(流经二极管的电流等于负载电流)，(二极管承受的最高反向电压=二极管关断时的最大端电压)，A，D4，D2，D1，D3，RL，U0，U2，-，-，I1，B，I2，D1，D3导通，I2，无论U的正负半周，都有电流以相同的方向通过负载，称为：全波整流。3.计算负载上的电压和电流，在全波整流期间，负载上的电压是半波期间的两倍。1.全波整流电压平均值为：2。全波整流电流平均

6、值为：4。整流二极管的选择，二极管的最大整流电流。二极管承受的最高反向电压=二极管关闭时的最大端电压。因为diode依次导通，流经每个二极管的平均电流只有负载电流的一半。5.桥式整流的其他绘图方法，例如，一个负载需要DC电压U0=40V，I0=4A。当使用半波和全波整流电路时，计算整流二极管的电流ID、最高反向电压UDRM和电力变压器的次级电压U2。半波，选择时，其最大整流电流5A，峰值工作反向电压200伏，全波；选择时，其最大整流电流3A，峰值工作反向电压100伏，例2:试分析桥式整流电路中二极管D2或D4关断时的负载电压波形。如果D2和D4是反向连接的，会有什么后果？如果D2或D4因故障或

7、燃烧而短路，会发生什么？解决方案：当D2或D4断开时，电路是单相半波整流电路。在正半周，D1和D3导通，负载中有电流，负载电压UO=U；在负半周期中，D1和D3被关断，没有电流通过负载，在负载的两端没有电压存在，并且uo=0。如果D2或D4反向连接，二极管D1、D4或D2、D3将导通，并且由于电流流经D1、D4或D2、D3，电源将短路，因此变压器和D1、D4或D2、D3将烧毁。如果D2或D4因故障短路，情况类似于D2或D4反向连接，电源和D1或D3也会因电流过大而烧坏。滤波电路，交流整流后变成单向脉动电压。为了把它变成更平滑的直流电，可以用滤波电路来改善它的脉动。u，整流器，电容滤波电路，(忽

8、略二极管压降)u2随着u2达到最大值，uC (u0)也达到最大值。当U2从峰值下降时，当u2uC、D再次导通时，加上滤波后，负载上的DC电压的脉动得到改善。电路元件的选择，1)滤波电容器的选择，滤波电容器越大，负载电阻R越大，放电时间常数=RC越大，输出电压越平滑，DC电压越高。t是交流电压u2的周期；滤波电容器通常需要几十uF几千uF，通常使用电解电容器。使用时要注意正负极性，不能反向连接。a .选择电容值，负载开路，在交流电压的正半周期期间，d被接通，并且电容器上的电压被充电到最大交流电压2U2.由于负载开路，电容无法放电，然后d关断，导致电压一直保持不变。因此，电容器的耐受电压应该大于这

9、个值。一般来说：(1.5 2 2U2，b .滤波电容耐受电压值的选择：3)二极管的选择(考虑UDRM):a .对于带有电容滤波器的单相半波整流电路，当负载开路时，在交流电压的负半周期内，截止二极管上的反向电压是最大交流电压2U2和电容电压2u2之和。UDRM=2U2,UDRM=io、2U2、2u2、ud、U2、d、rl、-、u0、c、a、b、-、-、b。截止二极管、小结上的最大反向电压UDRM和负载上的直流电压在滤波电容连接后会增加。例如，通常，半波整流电容滤波电路f=50HZ，要求输出DC电压U0=30V，电流I0=80mA，并估计整流二极管和电容滤波器的参数。二极管：电容：二极管，最大整流

10、电流为100毫安，峰值反向工作电压为100伏，电容为250uf，耐压为50伏的电解电容，例如，有一个已知交流电源频率f=50hz赫兹，负载电阻RL=200，直流输出电压uo=30v伏的单相桥式整流滤波电路，选择整流二极管和滤波电容。流过二极管的电流、二极管承受的最高反向电压以及变压器次级电压的有效值。解决方案：1 .选择整流二极管，可以选择二极管2CP11，IOM=100mA毫安UDRM=50V，并有一个单相桥式整流滤波电路。众所周知，交流电源频率f=50Hz，负载电阻RL=200，需要直流输出电压Uo=30V。选择整流二极管和滤波电容Rlc=5t/2，已知RL=50，解决方案：2。选择滤波电

11、容，可以选择c=250f，耐压50V的极性电容，以及电感滤波电路。当流经电感线圈的电流变化时，电感两端会产生反电动势，防止电流变化，使负载电压和电流更加平稳。滤波线圈被称为扼流线圈。l越大，阻碍电流变化的能力越强，但是成本越高，DC损耗就越高。一般来说，电感是几个到几十个亨利。电感滤波电路主要用于单相全波整流电路和三相整流电路，忽略了电感线圈电阻。负载上的DC电压为U0=0.9U2，电感滤波器的输出DC电压小于电容滤波器的输出电压，但当负载变化时，输出电压变化很小，适用于大负载变化和大负载电流。复合滤波电路、滤波器、稳压器和稳压电路。经过整流滤波后，交流DC变得相对平滑，但DC电压/电流平均值

12、受电网电压波动和负荷波动的影响。为了获得稳定的DC电压，有必要在整流滤波后增加一个稳定的环节。调压器是由特殊工艺制成的表面接触硅二极管。普通二极管：当反向电压达到击穿电压时，会烧坏，UZ，Imax，工作在反向击穿区，具有稳压特性，稳压器的基本参数，稳定电压UZ:稳压器在稳压范围内的工作电压。某类调压器的稳定电压有一定的范围，如：2CW1型：78.5V，稳定电流IZ:工作电压等于稳定电压时制造商的测试电流，最大稳定电流Izmax:允许通过稳定管的最大反向电流。如果大于该值，调节阀管将会烧坏。动态电阻rZ:在稳定状态下，电压调节器的电压与相应电流的比值。反向伏安特性曲线越陡，动态电阻越小，稳定性越

13、好。电压调节器电路，在选择电压调节器时，一般取：限流电阻，串联在电路中，使电压调节器的电流不超过Imax，这是电压调节器电路的工作原理，1)当电网电压不稳定时，2)当负载RL变小时，不稳定时，ui保持不变，而电压稳定过程总是由稳压器的电流的变化来调节，1)当r=0时会发生什么？2)稳定管向后连接。结果如何呢？3)同一类型的稳压器可以串联使用吗？它可以并行使用吗？提示：1)从稳压过程分析。2)调压器是一种特殊的二极管。3)串联和并联后，稳定电压和允许电流如何变化？DC稳压电源，专用二极管参考教科书！单相全波整流电路的工作原理，输出电压波形和幅度，u0平均U0:U0:U0=0.9U2，输出电压波形：二极管最高电压：二极管平均电流：7-1，15V10V，二极管导通，UAO=15V10V，二极管关断，UAO=11V。ui6V截止uo=ui，ui6V导通uo=6v，(a)，U2，Ui6V导通uo=6v，Ui6V截止uo=ui，7-2，(b)，7-3，U2，在稳压开始时，uo=6v，DZ在Ui的负半周承受直流电压，