高等電工學chapter19

1、下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁第第章章直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源功能：功能：把交流電壓變成穩(wěn)定的大小合適把交流電壓變成穩(wěn)定的大小合適 的直流電壓的直流電壓u4uou3u2u1下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 整流電路整流電路 將交流電壓轉變?yōu)槊}動的直流電壓。將交流電壓轉變?yōu)槊}動的直流電壓。 半波、全波、橋式和倍壓整流；單相和三相整流半波、全波、橋式和倍壓整流；單相和三相整流等。等。 二極管的正向導通電阻為零，反向電阻為無窮大。二

2、極管的正向導通電阻為零，反向電阻為無窮大。利用二極管的單向導電性利用二極管的單向導電性下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁t uDO u 負半周，負半周，VaVb，二極，二極管管 1、3 導通，導通，2、4 截止截止 。uouD t t下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁例例1：單相橋式整流電路，已知交流電網(wǎng)電壓為單相橋式整流電路，已知交流電網(wǎng)電壓為 220 V，負載電阻，負載電

3、阻 RL = 50 ，負載電壓，負載電壓Uo=100V，試求變壓器的變比和容量，并選擇二極管。試求變壓器的變比和容量，并選擇二極管。81122220 .K 變比變比 I = 1.11 Io= 2 1.11 = 2. 2 A S = U I = 122 2.2 = 207. 8 V A變壓器副邊電壓變壓器副邊電壓 U 122 V A1D IV 172DRM U 可選用二極管可選用二極管2CZ11C，其最大整流電流為，其最大整流電流為1A，反向工作峰值電壓為反向工作峰值電壓為300V。下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁uo+_u+_RLD2D4 D1D3當當D2或或D4斷開

4、后斷開后 電路為單相半波整流電路。正半周時，電路為單相半波整流電路。正半周時，D1和和D3導導通，負載中有電流通，負載中有電流過，負載電壓過，負載電壓uo o= =u；負半周時，；負半周時，D1和和D3截止，負載中無電流通截止，負載中無電流通過，負載兩端無電壓，過，負載兩端無電壓， uo o =0=0。 uo u 2 34tt234oo下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 則正半周時，二極管則正半周時，二極管D1、D4或或D2、D3導通，電流導通，電流經(jīng)經(jīng)D1、D4或或D2、D3而造成電源短路，電流很大，因而造成電源短路，電流很大，因此變壓器及此變壓器及D1、D4或或D2

5、、D3將被燒壞。將被燒壞。 則正半周時，情況與則正半周時，情況與D2或或D4接反類似，電源及接反類似，電源及D1或或D3也將因電流過大而燒壞。也將因電流過大而燒壞。uo+_u+_RLD2D4 D1 D3下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁共陰極組中陽極電位最高的二極管導通；共陰極組中陽極電位最高的二極管導通； D1RLuoD6 D3D5D4D2io Cbau+ o 三相變壓器原繞組接成三三相變壓器原繞組接成三角形，副繞組接成星形角形，副繞組接成星形共陽極組共陽極組共陰極組共陰極組下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 在在 t1 t2 期間期間共陰極組

6、中共陰極組中a點電位最高，點電位最高，D1 導通；導通； 共陽極組中共陽極組中b點電位最低，點電位最低，D4 導通。導通。 D1RLuoD6 D3D5D4D2io Cbau+ o負載電壓負載電壓變壓器副邊電壓變壓器副邊電壓動畫動畫uouaubuC2 t uoott1t2t3t4t5t6t7t8t9下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 在在 t2 t3 期間期間共陰極組中共陰極組中a點電位最高，點電位最高，D1 導通；導通； 共陽極組中共陽極組中c點電位最低，點電位最低，D6 導通。導通。 D1RLuoD6 D3D5D4D2io Cbau+ o負載電壓負載電壓變壓器副邊電壓

7、變壓器副邊電壓uouaubuC2 t t1t2t3t4t5t6t7t8t9uoto下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 在在 t3 t4 期間期間共陰極組中共陰極組中b點電位最高，點電位最高，D3 導通；導通； 共陽極組中共陽極組中c點電位最低，點電位最低，D6 導通。導通。 D1RLuoD6 D3D5D4D2io Cbau+ o負載電壓負載電壓變壓器副邊電壓變壓器副邊電壓uouaubuC2 t t1t2t3t4t5t6t7t8t9uoto下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 在在 t4 t5 期間期間共陰極組中共陰極組中b點電位最高，點電位最高，D

8、3 導通；導通； 共陽極組中共陽極組中a點電位最低，點電位最低，D2 導通。導通。 D1RLuoD6 D3D5D4D2io Cbau+ o負載電壓負載電壓變壓器副邊電壓變壓器副邊電壓uouaubuC2 t t1t2t3t4t5t6t7t8t9uoto下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁t1t2t3t4t5t6t7t8t9uoto 在一個周期中，每個二極在一個周期中，每個二極管只有三分之一的時間導管只有三分之一的時間導通（導通角為通（導通角為120）。）。 D1RLuoD6 D3D5D4D2io cbau+ o變壓器副邊電壓變壓器副邊電壓負載電壓負載電壓uouaubuC2

9、t 下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁LL34. 2oRURUI o31DII UU23DRM ) )d(30 sin(231ab26ttU UU2.34 下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 交流電壓經(jīng)整流電路整流后輸出的是脈動直流，交流電壓經(jīng)整流電路整流后輸出的是脈動直流，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。濾波電路利用儲能元件電容兩端的電濾波電路利用儲能元件電容兩端的電壓壓(或通過電感中的電流或通過電感中的電流)不能突變的特性不能突變的特性, 濾掉整流濾掉整流電路輸出電壓中的交流成份，保留其直流成份，達電路輸出電壓中的

10、交流成份，保留其直流成份，達到平滑輸出電壓波形的目的。到平滑輸出電壓波形的目的。 方法：方法：將電容與負載將電容與負載RL并聯(lián)并聯(lián)( (或將電感與負載或將電感與負載RL串串聯(lián)聯(lián)) )。下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 u uC時，二極管導通，時，二極管導通，電源在給負載電源在給負載RL供電的供電的同時也給電容充電，同時也給電容充電， uC 增加，增加，uo= uC 。 CC+Cici +aDuoubRLio= uC 二極管承受的最高反向電壓為二極管承受的最高反向電壓為 。UU22DRM 動畫動畫uoU2U2u tO tO下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上

11、一頁上一頁25)(3LTCR 一般取一般取(1) (1) 輸出電壓的脈動程度與平均值輸出電壓的脈動程度與平均值Uo與放電時間與放電時間 常數(shù)常數(shù)RLC有關。有關。 近似估算?。航乒浪闳。?Uo = 1. 2 U ( 橋式、全波）橋式、全波） Uo = 1. 0 U （半波）半波）U2 為了得到比較平直的輸出電壓為了得到比較平直的輸出電壓下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁有電容有電容濾波濾波 無電容濾波無電容濾波0 UooIO 結論結論 因此電容濾波適合于要求因此電容濾波適合于要求輸出電壓較高、負載電流較輸出電壓較高、負載電流較小且負載變化較小的場合。小且負載變化較小的

12、場合。 RLC 越大越大O 越高，越高，IO 越越大大整流二極管導通時間越短整流二極管導通時間越短 iD 的峰值電流越大的峰值電流越大。iD tuoU2 tOO下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁例：例： 有一單相橋式整流濾波電路，已知交流電源頻有一單相橋式整流濾波電路，已知交流電源頻率率 f=50Hz，負載電阻，負載電阻 RL = 200 ，要求直流輸出電，要求直流輸出電壓壓Uo=30V，選擇整流二極管及濾波電容器。，選擇整流二極管及濾波電容器。V 352522DRM UU A075020030212121LOOD.RUII uRLuo+C解：解：25V1.230 21

13、O .UU可選用二極管可選用二極管2CP11IOM =100mA UDRM =50V 下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁例：例： 有一單相橋式整流濾波電路，已知交流電源頻有一單相橋式整流濾波電路，已知交流電源頻率率 f=50Hz，負載電阻，負載電阻 RL = 200 ，要求直流輸出電，要求直流輸出電壓壓Uo=30V，選擇整流二極管及濾波電容器。，選擇整流二極管及濾波電容器。取取 RLC = 5 T/2已知已知RL = 50 S 05. 025015L CR uRLuo+C解：解：2. 選擇濾波電容器選擇濾波電容器F250F102502000.05 0506L R.C可選

14、用可選用C=250 F，耐壓為，耐壓為50V的極性電容器的極性電容器下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁L uRLuo+C 下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 濾波效果比濾波效果比LC濾波器更好，濾波器更好，但二極管的沖但二極管的沖擊電流較大。擊電流較大。 比比 形形 LC 濾波器的體積濾波器的體積小、成本低。小、成本低。L uRLuo+C2+C1R uRLu+C2+C1 下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁N1N3C20.047 FD2D3D4D12CZ12A4N2FU23A2000 F/50V+C124VFU11A直流直流

15、24V交流交流220V交直流收擴兩用機電源交直流收擴兩用機電源下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁UO = UZ IR = IO + IZUIUZRL (IO ) IR 設設UI一定，負載一定，負載RL變化變化UO 基本不變基本不變 IR (IRR) 基本不變基本不變 UO (UZ ) IZ +UIRL+CIOUO+uIRRDZIz限流調壓限流調壓穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁UO = UZ IR = IO + IZUIUZUI UZ UO 基本不變基本不變 IRR IZ

16、 IR +UIRL+CIOUO+uIRRDZIz下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁ZMOOIMmin IIRUU (1) UZ = UO(2) IZM= (1.5 3) ICM(3) UI = (2 3) UO(4) RIIUU ominZMOIM OMZOImin IIUU ZIIRUU OMOImin下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 由穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路和運算放大器可組成恒壓源。由穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路和運算放大器可組成恒壓源。UZRFR2R1+ RL+UZRDZ+UUORFR2R1+ +RLRDZ+UZ+U反相輸入恒壓源反相輸入恒壓源同相輸入恒壓源同

17、相輸入恒壓源ZFO1URRU ZFO)(11URRU 改變改變 RF 即可調節(jié)恒壓源的輸出電壓。即可調節(jié)恒壓源的輸出電壓。下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁UiTR2UZRLUO +R3+UB+DZ+Uf+R11R 1R 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路由基準電壓、比較放大、取樣電串聯(lián)型穩(wěn)壓電路由基準電壓、比較放大、取樣電路和調整元件四部分組成。路和調整元件四部分組成。調整調整元件元件比較比較放大放大基準基準電壓電壓取樣取樣電路電路下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 當由于電源電壓或負載電阻的變化使輸出電當由于電源電壓或負載電阻的變化使輸出電壓壓UO 升高時，有如

18、下穩(wěn)壓過程：升高時，有如下穩(wěn)壓過程：O2121fURRRRUU ZUU )(fZuoBUUAU UO Uf UB UO IC UCE 由于引入的是串聯(lián)電壓負反饋，故稱串聯(lián)型穩(wěn)由于引入的是串聯(lián)電壓負反饋，故稱串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。壓電路。UITR2UZRLUO +R3+UB+DZ+Uf+R11R 1R 下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁Z211BO)(1URRRUU UiTR2UZRLUO +R3+UB+DZ+Uf+R11R 1R 下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小, ,可靠性高可靠性高, ,使使用

19、靈活用靈活, ,價格低廉等優(yōu)點。價格低廉等優(yōu)點。最簡單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共最簡單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共引出端引出端,故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。1. 分類分類兩位數(shù)字為輸出電壓值兩位數(shù)字為輸出電壓值三三端端穩(wěn)穩(wěn)壓壓器器輸出固定電壓輸出固定電壓輸出正電壓輸出正電壓78XX 輸出負電壓輸出負電壓79XX （1. 25 37 V 連續(xù)可調）連續(xù)可調）下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁W7800系列穩(wěn)壓器外形系列穩(wěn)壓器外形1輸入端輸入端3 公共端公共端2 輸出端輸出端W7900系列穩(wěn)壓器外形系列穩(wěn)壓器外形1 公共端公共端3輸入端輸入

20、端2 輸出端輸出端下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 輸出電流超過輸出電流超過 1. 5 A（加散熱器）（加散熱器） 不需要外接元件不需要外接元件 內部有過熱保護內部有過熱保護 內部有過流保護內部有過流保護 調整管設有安全工作區(qū)保護調整管設有安全工作區(qū)保護 輸出電壓容差為輸出電壓容差為 4% 5V、6V、 9V、12V 、 15V、 18V、 24V等等 。下一頁下一頁總目錄總目錄 章目錄章目錄返回返回上一頁上一頁 ( 反映當負載電流和環(huán)境溫度不變時，電網(wǎng)電壓波反映當負載電流和環(huán)境溫度不變時，電網(wǎng)電壓波動對穩(wěn)壓電路的影響。動對穩(wěn)壓電路的影響。0 0 o 100oo TIIU% UUUS ( 反映當輸入電壓和環(huán)境溫度不變時，輸出電流變反映當輸入電壓和環(huán)境溫度不變時，輸出電流變化時輸出電壓保持穩(wěn)定的能力，即穩(wěn)壓電路的帶負載化時輸出電壓保持穩(wěn)定的能力，即穩(wěn)壓電路的帶負載能力。能力。00ooI %100 I T UUUS 0.0050.02% 0.11.0%下一頁下一