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文档简介
1、直流稳压电源的 整流滤波电路,直流稳压电源的电路图,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,滤 波 电 路,稳 压 电 路,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转变为平滑的直流电压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uo的稳定。,直流稳压电源的组成和功能,整流电路的任务:把交流电压转变为直流脉动的电压。,一、单相整流电路,常见的小功率整流电路,有单相半波、全波、桥式和倍压整流等。,为分析简单起见,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。,1、单相半波整流电路
2、的工作原理,u2 0 时,二极管导通。,忽略二极管正向压降: uo=u2,u20时,二极管截止,输出电流为0。,uo=0,(4) 输出电压平均值(Uo):,(1) 输出电压波形:,(3) 二极管上承受的最高电压:,(2) 二极管上的平均电流:,ID = IL,2、 单相全波整流电路的工作原理,(4) uo平均值Uo:,Uo=0.9U2,(1) 输出电压波形:,(2) 二极管上承受的最高电压:,(3) 二极管上的平均电流:,3、单相桥式整流电路的工作原理,桥式整流电路,u2正半周时电流通路,桥式整流电路,u0,u2负半周时电流通路,u20 时,D1,D3导通 D2,D4截止 电流通路: A D1
3、 RLD3B,u20 时,D2,D4导通 D1,D3截止 电流通路: B D2 RLD4A,输出是脉动的直流电压!,桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形,几种常见的硅整流桥外形:,4 、整流电路的主要参数,1. 整流输出电压平均值(Uo),全波整流时,负载电压 Uo的平均值为:,负载上的(平均)电流:,(1)整流输出电压的平均值与脉动系数,整流输出电压的平均值Uo和输出电压的脉动系数S是衡量整流电路性能的两个主要指标。,S定义:整流输出电压的基波峰值Uo1m与平均值Uo之比。,2. 脉动系数,用傅氏级数对全波整流的输出 uo 分解后可得:,平均电流(ID)与反向峰值电压(URM)是选择整流管
4、的主要依据。,例如: 在桥式整流电路中,每个二极管只有半周导通。因此,流过每只整流二极管的平均电流 ID 是负载平均电流的一半。,二极管截止时两端承受的最大反向电压:,(2)平均电流与反向峰值电压,5、倍压整流电路的工作原理,(一)二倍压整流电路,u2的正半周时:D1导通,D2截止,理想情况下,电容C1的电压充到:,u2的负半周时:D2导通,D1截止,理想情况下,电容C2的电压充到:,负载上的电压:,(二)多倍压整流电路,u2的第一个正半周:u2、C1、D1构成回路,C1充电到:,u2的第一个负半周:u2、C2、D2 、C1构成回路,C2充电到:,u2的第二个正半周:u2、C1、C3 、D3
5、、C2构成回路, C1补充电荷,C3充电到:,u2的第二个负半周: u2、C2、C4、D4、C3 、C1构成回路, C2补充电荷, C4充电到:,把电容接在相应电容组的两端,即可获得所需的多倍压直流输出。,二、滤波电路,滤波电路的结构特点: 电容与负载 RL 并联,或电感与负载RL串联。,交流 电压,脉动 直流电压,直流 电压,原理: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, 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。,(一)电容滤波电路,(1)未加滤波电容的情形,(1)加入滤波电容的情形,单向桥式整流电容滤波电路如图所示。,(一)全波
6、整流电容滤波,1. RL未接入时(忽略整流电路内阻),充电结束,没有电容时的输出波形,2. RL接入(且RLC较大)时 (忽略整流电路内阻),电容通过RL放电,在整流电路电压小于电容电压时,二极管截止,整流电路不为电容充电,uo会逐渐下降。,只有整流电路输出电压大于uo时,才有充电电流iD 。因此整流电路的输出电流是脉冲波。,整流电路的输出电流iD,可见,采用电容滤波时,整流管的导通角较小。,电容充电时,电容电压滞后于u2。,RLC越小,输出电压越低。,3. RL接入(且RLC较大)时 (考虑整流电路内阻),(2) 流过二极管瞬时电流很大。,RLC 越大 Uo越高 负载电流的平均值越大 ; 整
7、流管导电时间越短 iD的峰值电流越大,故一般选管时,取,(二)电容滤波电路的特点,(1) 输出电压 Uo与放电时间常数 RLC 有关。,RLC 愈大 电容器放电愈慢 Uo(平均值)愈大,输出波形随负载电阻 RL 或 C 的变化而改变, Uo 和 S 也随之改变。,如: RL 愈小( IL 越大), Uo下降多, S 增大。,结论:电容滤波电路适用于输出电压较高,负载电流较小且负载变动不大的场合。,(3) 输出特性(外特性),(二)电感滤波,电路结构: 在桥式整流电路与负载间串入一电感L就构成了电感滤波电路。,1、滤波原理,对直流分量: XL=0 相当于短路,电压大部分降在RL上。 对谐波分量: f 越高,XL 越大,电压大部分降在XL上。 因此,在输出端得到比较平滑的直流电压。,Uo=0.9U2,当忽略电感线圈的直流电阻时,输出平均电压约为:,(三)其他形式的滤波电路,改善滤波特性的方法:采取多级滤波。如:,L-C 型滤波电路:在电感滤波后面再接一电容。,RC 型滤波电路:在电容滤波后再接一级RC滤波电路。,性能及应用场合分别与电容滤波和电感滤波相似。,LC 型滤波电路:在电容滤波后
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