模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第27講 小功率整流濾波電路.ppt

1、,10.1 小功率整流濾波電路,10.2 并聯(lián)型穩(wěn)壓電路,10 直流穩(wěn)壓電源,10.0 引言,學(xué)習(xí)指導(dǎo),小結(jié),作業(yè),10.3 串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路,在電子電路中，通常都需要電壓穩(wěn)定的直流電源供電。雖然在有些情況下（如便攜設(shè)備）可用化學(xué)電池作為直流電源，但大多數(shù)情況是利用電網(wǎng)提供的交流電源經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換而得到直流電源的。本章將介紹后者的組成和工作原理。 單相小功率直流電源一般由電源變壓器、整流、濾波和穩(wěn)壓電路四部分組成。本章首先討論小功率整流、濾波電路和穩(wěn)壓電路，然后介紹三端集成穩(wěn)壓器。 主要內(nèi)容： (1)小功率整流濾波電路 (2)串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路 基本要求: (1)掌握單相橋式整流電容濾波電路的工作

2、原理及各項(xiàng)指標(biāo)的計(jì)算。 (2)了解帶放大器的串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓原理及輸出電壓的計(jì)算。 (3)三端集成穩(wěn)壓電源的使用方法及應(yīng)用,學(xué)習(xí)指導(dǎo),引 言,穩(wěn)壓電源是各種電子電路的動(dòng)力源，被人譽(yù)為電路的心臟。,變壓器：,整流：,濾波：,穩(wěn)壓：,降壓,濾除脈動(dòng),交流變脈動(dòng)直流,進(jìn)一步消除紋波，提高電壓的穩(wěn)定性和帶載能力,在電子設(shè)備中使用的直流穩(wěn)壓電源，通常是由電網(wǎng)電壓提供的交流電經(jīng)過(guò)整流、濾波和穩(wěn)壓得到的，可以用下圖來(lái)表示:,10.1 小功率整流濾波電路,10.1.1 單相橋式整流電路,10.1.2 濾波電路,主要內(nèi)容,1、工作原理,2、負(fù)載上的直流電壓和 直流電流,3、紋波系數(shù),4、整流元件參數(shù)的計(jì)

3、算,5、應(yīng)用,小結(jié),10.1.1 單相橋式整流電路,1、工作原理,1、工作原理,思 考,當(dāng)電路出現(xiàn)以下故障時(shí)，電路會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？ 整流二極管D1斷路 如果 整流二極管D1的正負(fù)極性接反 整流二極管D1被擊穿短路,2、負(fù)載上的直流電壓和直流電流,2、負(fù)載上的直流電壓和直流電流,用傅里葉級(jí)數(shù)對(duì)vL的波形進(jìn)行分解后可得：,式中恒定分量即為負(fù)載電壓vL的平均值，因此有：,直流電流為：,3、紋波系數(shù),由傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)式可以看出：最低次諧波分量的幅值為 ，角頻率為電源頻率的兩倍，即 。其他交流分量的角頻率為 、 等偶次諧波分量。這些諧波分量總稱(chēng)為紋波，它疊加于直流分量之上。,（1）何為紋波？,（2）紋波

4、系數(shù),用來(lái)表示直流輸出電壓中相對(duì)紋波電壓的大小，記為K，它的值為：,其中VL為諧波電壓總的有效值，它表示為：,=0.483,4、整流二極管的參數(shù)計(jì)算,流過(guò)每個(gè)二極管的平均電流,選擇整流二極管的方法：,最大整流電流：,最高反向工作電壓：,二極管的最大反向電壓,4、整流二極管的參數(shù)計(jì)算,現(xiàn)有一個(gè)單向橋式整流電路，要求輸出40V的直流電壓和2A的直流電流，交流電源電壓為220V。試選 擇整流二極管。 解：變壓器副邊電壓有效值為： 二極管承受的最高反向電壓為： 二極管的平均電流為：,5、應(yīng)用,通過(guò)查閱半導(dǎo)體器件手冊(cè)，可選用2CZ56C型硅整流二極管。該整流二極管的 ， 。,小 結(jié),橋式整流電路的優(yōu)點(diǎn)：

5、 輸出電壓較高； 輸出電壓的脈動(dòng)較??； 管子所承受的最大反向電壓較低； 電源變壓器在正、負(fù)半周內(nèi)都有電流供給負(fù)載，電源變壓器得到了充分的應(yīng)用，效率較高。 橋式整流電路的缺點(diǎn)： 電路中所使用的整流二極管數(shù)量較多。,主要內(nèi)容,1、濾波電路的種類(lèi),2、電容濾波電路的工作原理,3、電感濾波電路,4、應(yīng)用,小結(jié),10.1.2 濾波電路,一、濾波電路的種類(lèi),（a）電容濾波電路,（b）電感電容濾波電路（倒L型）,（c）型濾波電路,電抗元件(C、L)在電路中有儲(chǔ)能作用,所以它們具有平波作用。,二、電容濾波電路的工作原理,在工程上,直流信號(hào),電容濾波電路的工作原理,依靠電容的充放電作用可減小紋波： 當(dāng)電壓小于電

6、容兩端電壓時(shí)，由電容向負(fù)載放電。 當(dāng)電壓大于電容兩端電壓時(shí)，由電壓向電容充電，并向負(fù)載提供電壓。,電容相當(dāng)于開(kāi)路,交流信號(hào),d = RLC 越大， VL 越高,當(dāng) d (3 5)時(shí)，VL = ( 1.1 1.2 )V2,電容濾波電路的優(yōu)缺點(diǎn)：,優(yōu)點(diǎn)：電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，伏在直流電壓VL較高， 可達(dá)（1.1-1.2）V2，紋波較小。,缺點(diǎn)：輸出特性較差，適用于負(fù)載電壓較高， 負(fù)載變動(dòng)不大的場(chǎng)合。,三、電感濾波電路,當(dāng)忽略電感器L的電阻時(shí)，負(fù)載上輸出的 平均電壓和純電阻負(fù)載相同，即VL=0.9V2。,電感濾波電路的優(yōu)缺點(diǎn)：,優(yōu)點(diǎn)：整流管的導(dǎo)電角較大，峰值電流很小， 輸出特性較平坦。,缺點(diǎn)：由于電感器鐵心的存在，體積大，較笨 重，會(huì)引起電磁干擾。一般適用于低電 壓、大電流場(chǎng)合。,為進(jìn)一步減小負(fù)載電壓中的紋波，可以在 電感后面再接一電容構(gòu)成倒T型濾波電路或RC- II型濾波電路。,現(xiàn)有一個(gè)單向橋式整流濾波電路，要求輸出40V的直流電壓和2A的直流電流，交流電源電壓為220V，頻率f=50Hz。試求電源變壓器副邊電壓v2的有效值，選擇整流二極管及濾波電容。 解：（1）變壓器副邊電壓有效值為： （2）二極管承受的最高反向電壓為： 二極管的平均電流為：,四、應(yīng)用,通過(guò)查閱半導(dǎo)體器件手冊(cè)，可選用2CZ56C型硅整流二極管。該整流二極管的 ， 。,解：（3）選擇濾波