第四講直流電源

1、第四講直流電源 (1)電源變壓器：將交流電網(wǎng)220V的電壓變?yōu)樗枰碾妷褐怠?2)整流電路：將交流電壓變?yōu)槊}動的直流電壓。(3)濾波電路：濾除脈動成分，得到平滑的直流電壓。(4)穩(wěn)壓電路：在電網(wǎng)電壓波動或負(fù)載變化時，使輸出直流電壓穩(wěn)定。 圖4.1交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娺^程直流穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流、濾波、穩(wěn)壓電路組成。二極管整流濾波電路整流電路整流電路二極管整流就是利用二極管的單向?qū)щ娦园央娋W(wǎng)供給的大小、方向都隨時間變化的交流電變換成大小隨時間變化而方向不變的脈動直流電。分為半波、全波、橋式等類型。1單相半波整流電路組成：整流變壓器T，整流元件二極管V及負(fù)載電阻RL組成。圖4.1.1單相半波

2、整流電路 二極管整流濾波電路工作原理工作原理 u2正半周：V導(dǎo)通io uo=u2；u2負(fù)半周：V截止uV=u2，io=0 uo=0圖4.1.2單相半波整流電路電壓和電流的波形 tUusin22241 二極管整流濾波電路2單相橋式整流電路 單相橋式整流電路由四個整流二極管接成橋型。接線規(guī)律是同極性端接負(fù)載，異極性端接電源。 工作原理：u2正半周電流 i1通路：a點V1 RL V3 b點；u2負(fù)半周電流 i2通路：b點V2 RL V4 a 點圖4 .1.3 單相橋式整流電路 圖4.1.4單相橋式整流電路波形 ab41 二極管整流濾波電路3三相橋式整流電路 優(yōu)點：三相整流電路具有輸出電壓脈動小，輸出

3、功率大，變壓器利用率高并能使三相電網(wǎng)的負(fù)荷平衡。電路組成：通常變壓器的初級繞組接成三角形，次級繞組接成星型。由六個二極管V1V6組成橋式整流電路，共陰極連接二極管V1、V3、V5；共陽極連接二極管V2、V4、V6。圖4.1.5三相橋式整流電路二極管整流濾波電路 分析方法： 在每個六分之一周期時間內(nèi)，相電壓u2U、 u2V、u2W中總有一個是最大的，一個是最小的。 對于共陰極連接的二極管，哪一只的正極電位最高，則這只二極管就處于導(dǎo)通狀態(tài)； 對于共陽極連接的二極管，哪一只的負(fù)極電位最低，則這只二極管就處于導(dǎo)通狀態(tài)。 二極管整流濾波電路二極管整流濾波電路 在t1一t2時間內(nèi)：共陰極組中V1優(yōu)先導(dǎo)通，

4、共陽極組中V4優(yōu)先導(dǎo)通。V1與V4串聯(lián)導(dǎo)通，電流通路為UV1RLV4VN 輸出電壓近似等于變壓器次級線電壓uUV。圖4.1.6 三相橋式整流電路電壓波形 在t2t3時間內(nèi)：U相電壓仍然最高，而W相電壓變得最低，V1與V6串聯(lián)導(dǎo)通，其余二極管反偏截止，電流通路為U V1RLV6WN 。輸出電壓近似等于變壓器次級線電壓uUW。二極管整流濾波電路二極管整流濾波電路圖4.1.6 三相橋式整流電路電壓波形二極管整流濾波電路濾波電路濾波電路 濾波就是濾除整流輸出后直流電壓中的交流脈動成分，從而獲得平直的直流電壓和電流。常用電容和電感等儲能元件構(gòu)成濾波電路。 1電容濾波電路 電路組成：濾波電容C 接在橋式整

5、流電路輸出端，并聯(lián)在負(fù)載電阻RL兩端構(gòu)成電容濾波器。 圖4.1.7 具有電容濾波器的單相橋式整流電路 二極管整流濾波電路工作原理：工作原理： u2uC時，V1、V3或V2、V4導(dǎo)通，有io，同時C被充電，uo ； u2uC時,V截止,C通過RL放電，uo 輸出電壓在工程上一般采用估算公式： 濾波電容濾波電容C的容量應(yīng)足夠大，滿足的容量應(yīng)足夠大，滿足 LR(3 5)2TC 式中：T為交流電源電壓的周期。 電容濾波電路簡單，負(fù)載直流電壓較高，紋波也較小，缺點是輸電容濾波電路簡單，負(fù)載直流電壓較高，紋波也較小，缺點是輸出特性較差，所以適合于負(fù)載電壓較高，負(fù)載變動不大的場合。出特性較差，所以適合于負(fù)載

6、電壓較高，負(fù)載變動不大的場合。 圖4.1.8 電容濾波電路波形圖Uo=(1.11.2)U2二極管整流濾波電路2電感濾波電路電路組成：在整流輸出電路中串聯(lián)一帶鐵芯的電感線圈。 根據(jù)電磁感應(yīng)原理，當(dāng)電感線圈通過變化的電流時，它的兩端將產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流的變化，使得整流電流變得平緩 。 圖4.1.9電感濾波及波形（a）電路 （b）濾波波形 二極管整流濾波電路電感的直流電阻很小，整流電路輸出的電壓中的直流分量幾乎全部加到了負(fù)載上，Uo=0.9U2。而電感線圈對交流的阻抗很大，所以交流分量大部分降落在線圈上。 電感濾波的優(yōu)點是，峰值電流很小，輸出特性較平坦；其缺點是由于鐵心的存在，笨重，體積大，易引

7、起電磁干擾。一般適合于大電流，低電壓的場合。二極管整流濾波電路（1）LC型濾波器。由電感和電容濾波組成。脈動成分經(jīng)雙重濾波作用，交流分量大部分被電感濾除，剩余部分再經(jīng)過電容濾波，使輸出電壓更加平緩。 （a） LC型濾波電路 LCRC3復(fù)式濾波電路將電容濾波、電感濾波及電阻組合而成，通常有LC型、 型、 型幾種。穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路1穩(wěn)壓管并聯(lián)型穩(wěn)壓電路 穩(wěn)壓管可長期工作在反向擊穿區(qū)，利用其反向電流可大范圍變化而反向電壓基本不變的特征來穩(wěn)壓。圖4.2.1穩(wěn)壓管并聯(lián)型穩(wěn)壓電路 (a) 電路 (b)穩(wěn)壓管反向擊穿特性 (a)(b)穩(wěn)壓電路限流電阻穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路 組成：組成：限流電阻R和硅穩(wěn)壓二極管VZ構(gòu)成 。 UoUiIR=UZ， I=IZ+Io穩(wěn)壓原理：穩(wěn)壓原理：設(shè)負(fù)載電阻不變UiUoIZIURUo設(shè)輸入電壓Ui不變 RLIoIURUoIZI 穩(wěn)壓管的電流調(diào)節(jié)作用是穩(wěn)壓的