直流穩(wěn)壓電源的組成.ppt

1,11.1 直流穩(wěn)壓電源的組成,11.2 整流電路,11.3 濾波電路,11.4 穩(wěn)壓電路,第 11 章 直流穩(wěn)壓電源,下一章,上一章,返回主頁,2,11.1 直流穩(wěn)壓電源的組成,大小不合適的交流,大小合適的交流,脈動(dòng)直流,不穩(wěn)定的直流,穩(wěn)定直流,3,電源變壓器,將市電變換為整流所需的 交流電壓,整流電路,將交流電變換為方向不變 的直流電,濾波電路,將脈動(dòng)直流電變換為平滑 的直流電壓,穩(wěn)壓電路,將不穩(wěn)定的直流電壓變換 為穩(wěn)定直流電壓,4,一、不控整流電路,11.2 整流電路,5,1. 工作原理,+,-,uO,u2 正半周，,uO= u2,D1 和 D3 導(dǎo)通，,電流通路：a,D1 ,RL ,D3 ,b,RL,6,1. 工作原理,u2 負(fù)半周，,uO = -u2,D2 和 D4 導(dǎo)通，,電流通路：b ,D2 ,RL ,D4 ,a, uo ,a,b,RL,T, u1 ,- u2 +,7, uo ,D4 D3,D1 D2,RL, u2 ,uo,io,uD1 , D3,iD1 , D3,uD2 , D4,iD2 , D4,8,2. 整流電路的計(jì)算,(1) 負(fù)載直流電壓,UO,(2) 負(fù)載直流電流,(3) 二極管平均電流,二極管反向電壓 最大值,= 0.9U2,9,3. 整流元件的選擇,IFID,URURm,4. 整流橋塊,10,單相橋式整流電路中的兩個(gè)二極管用可控 的 晶閘管替換 半控。,1. 電路結(jié)構(gòu),二、可控整流電路,11,2. 工作原理,正半周，T2、D1 承受反向電壓截止， T1、D2 承受正向電壓，,控制極電壓uG在 t=時(shí)施加， 故在t時(shí)， T1和D2導(dǎo)通,電流通路：a T1, RL D2,b,a,b,T,+,-,u2,+,-,u1,+,-,uG,T1,D1,+,-,uG,T2,D2,RL,+,-,uO,iO,12,負(fù)半周，T1、D2承受反向電壓截止， T2、D1 承受正向電壓。,控制極電壓uG在 t =+ 時(shí)施加， 故在+ t2時(shí)， T2 和 D1 導(dǎo)通。,電流通路：bT2,RLD1,a,a,b,T,+,-,u2,+,-,u1,+,-,uG,T1,D1,+,-,uG,T2,D2,RL,+,-,uO,iO,2. 工作原理,13,3. 工作波形,+ ,2,a,b,+,-,u2,+,-,uG,T1,D1,+,-,uG,T2,D2,RL,+,-,uO,iO,負(fù)載 RL 上得到不完整 的全波脈動(dòng)電壓 。,14,4. 主要參數(shù),uO,2,t,UO,(1) 負(fù)載直流電壓,(2) 負(fù)載直流電流,15,例11.2.1 一單相橋式半控整流電路，要求直流輸 出電 壓 UO 在 40 90 V的范圍內(nèi)可 調(diào)，求輸入交流電 壓和控制角的變 化范圍。,解, = 0 時(shí)，,UO= UOmax = 90 V，,U2 = UO / 0.9,故,= 90 / 0.9 = 100 V,UO = 40 V 時(shí)，,= -0.111, = arccos(-0.111),= 96.4,故 的變化范圍為0 96.4 。,16,11.3 濾波電路,電容濾波,電感濾波,復(fù)式濾波,17,一、電容濾波電路,C 或 RL,電容放電,1. 電容濾波的原理 (1) 當(dāng)二極管導(dǎo)通時(shí) 電容被充電儲(chǔ)能。 (2) 當(dāng)二極管截止時(shí) 電容放電。,RL ,18,電容的耐壓：,結(jié)論 濾波使 uo 的波形更平滑，提高了 uo 的平均值。 uo 的平滑程度取決于放電時(shí)間常數(shù) = RLC 。 二極管的導(dǎo)通時(shí)間縮短了。 2. 電容濾波電路的計(jì)算 (1) 輸出電壓的平均值 取: Uo = U2（半波） Uo = 1.2 U2（全波） (2) 濾波電容的選擇,19,結(jié)論 電容濾波電路適用于 輸出電壓較高，負(fù)載 電流較小且負(fù)載變動(dòng) 不大的場合。,(3) 整流二極管的選擇,電容濾波,3. 輸出特性（外特性）,IF 2ID（電容充電產(chǎn)生沖擊電流） UR URm,20,例11.3.1 一橋式整流、電容濾波電路，已知電源頻率 f = 50 Hz ，負(fù)載電阻 RL=100 ，輸 出直流電壓 UO = 30 V 。試求：,(1) 選擇整流二極管；(2) 選擇濾波電容器；(3) 負(fù)載電阻 斷路時(shí)的輸出電壓UO ；(4) 電容斷路時(shí)的輸出電壓UO。,解：(1) 選擇整流二極管,IO=,=,=0.3 A,ID=,=0.15 A,U2=,= 25 V,=,IF2ID,=20.15,=0.3 A,URURm=34.5 V,=35.4 V,21,查附錄，選用 2CZ53B 的二極管 4 個(gè),（IF=300mA，UR=50V）。,(2) 選擇濾波電容器,C,=,=(300500)F,F,UCN,=35.4 V,(3) 負(fù)載電阻斷路時(shí),=35.4 V,(4) 電容斷路時(shí),UO = 0.9U2,=0.925 = 22.5 V,22,二、電感濾波電路,1. 電感濾波的原理 對直流分量: XL = 0，大部分整 流電壓降在 RL 上。 對諧波分量: f 越高，XL 越大， 電壓大部分降在 XL 上。 輸出電壓平均值約為： Uo = 0.9 U2 （忽略電感線圈的電阻壓降）,23,2. 電感濾波的特點(diǎn) 由于電感的低通特性，使 uo 的波形更平滑。 二極管的導(dǎo)通時(shí)間較長。 電感線圈的電感值較大，其等效電阻也較大， 使 uo 的平均值下降；而且笨重、體積大。 電感線圈易對周圍環(huán)境產(chǎn)生電磁干擾。 一般只適用于低電壓、大電流的場合。,24,三、復(fù)式濾波電路,1. LC 形濾波電路,2. RC 形濾波電路,25,一、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路,11.4 穩(wěn)壓電路,穩(wěn)壓過程：,UO, IZ , I , IR,UO ,26,二、集成穩(wěn)壓電路,線性集成穩(wěn)壓電路,開關(guān)集成穩(wěn)壓電路,小功率,大功率,1. 三端固定式集成穩(wěn)壓器,CW7800 系列正電壓穩(wěn)壓器。 CW7900 系列負(fù)電壓穩(wěn)壓器。,27,輸出電壓規(guī)格：5V, 6V, 8V, 9V, 12V, 15V,典型電路,1：輸入端,2：輸出端,3：公共端,18V, 24V,28,1：公共端,2：輸出端,3：輸入端,Ci：抵消輸入端接線較長時(shí)的電磁效應(yīng),CW7800系列：,CW7800系列：,CW7900系列：,CW7900系列：,0.33F,2.2F,0.1F,1F,Co：使負(fù)載電流瞬時(shí)增減時(shí)，輸出電壓不致有較大的波動(dòng),29,同時(shí)輸出正負(fù)兩組電壓的電路,30