《直流电源设计》PPT课件.ppt
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1、直流电源设计,模拟电子技术培训,直流电源的组成,一、直流电源的组成及各部分的作用,二、单相整流电路,三、滤波电路,四、稳压电路的性能指标,五、稳压管稳压电路,六、串联型稳压电路,七、集成稳压器,八、开关型稳压电路,一、直流电源的组成及各部分的作用,改变电压值通常为降压,交流变脉动的直流,减小脉动,1)负载变化输出电压基本不变;2)电网电压变化输出电压基本不变。,直流电源是能量转换电路,将220V(或380V)50Hz的交流电转换为直流电。,半波整流,全波整流,在分析电源电路时要特别考虑的两个问题:允许电网电压波动10,且负载有一定的变化范围。,二、单相整流电路,对整流电路要研究清楚以下问题:1
2、.电路的工作原理:二极管工作状态、波形分析2.输出电压和输出电流的平均值:输出为脉动的直流电压3.整流二极管的选择:二极管承受的最大整流平均电流和最高反向工作电压,为分析问题简单起见,设二极管为理想二极管,变压器内阻为0。,整流二极管的伏安特性:,实际特性,理想化特性,正向导通电压为0,正向电阻为0。,1.单相半波整流电路,(1)工作原理,u2的正半周,D导通,ADRLB,uO=u2。,u2的负半周,D截止,承受反向电压,为u2;uO=0。,(2)UO(AV)和 IL(AV)的估算 已知变压器副边电压有效值为U2,考虑到电网电压波动范围为10,二极管的极限参数应满足:,(3)二极管的选择,2.
3、单相桥式整流电路,u2的正半周 AD1RLD3B,uO=u2,u2的负半周 B D2RLD4 A,uO=-u2,四只管子如何接?,集成的桥式整流电路称为整流堆。,(1)工作原理,若接反了呢?,(2)估算,(3)二极管的选择,考虑到电网电压波动范围为10,二极管的极限参数应满足:,三、滤波电路,(1)工作原理,1.电容滤波电路,按指数规律下降,滤波后,输出电压平均值增大,脉动变小。,(1)工作原理:考虑变压器和整流电路的内阻,C 越大,RL越大,放电将越大,曲线越平滑,脉动越小。,内阻使,(2)二极管的导通角,导通角,无滤波电容时。有滤波电容时,且二极管平均电流增大,故其峰值很大!,小到一定程度
4、,难于选择二极管!,简单易行,UO(AV)高,C 足够大时交流分量较小;不适于大电流负载。,(3)电容的选择及UO(AV)的估算,若负载开路UO(AV)?,(4)优缺点,2.电感滤波电路,当回路电流减小时,感生电动势的方向阻止电流的减小,从而增大二极管的导通角。电感对直流分量的电抗为线圈电阻,对交流分量的感抗为L。,适于大电流负载!,3.复式滤波电路,为获得更好的滤波效果,可采用复式滤波电路。,电感应与负载串联,电容应与负载并联。,4.倍压整流电路,分析时的两个要点:设负载开路,电路进入稳态。,u2负半周,u2加C1上电压对C2充电:PD2C2A,最终,u2正半周C1充电:AD1C1B,最终,
5、P,讨论一,已知变压器副边电压有效值为10V,电容足够大,判断下列情况下输出电压平均值UO(AV)?1.正常工作;2.C开路;3.RL开路;4.D1和C同时开路。,讨论二,整流电路如图所示,分别求解下列两种情况下输出电压的波形和平均值、整流二极管的最大整流电流和最高反向工作电压。1.变压器副边电压有效值U21U2220V;2.U2122V、U2222V。,四、稳压电路的性能指标,1.输出电压2.输出电流3.稳压系数 表明电网电压波动时电路的稳压性能。在负载电流不变时,输出电压相对变化量与输入电压变化量之比。,4.输出电阻 表明负载电流变化时电路的稳压性能。在电网电压不变时,负载变化引起的输出电
6、压的变化量与输出电流的变化量之比。,5.纹波电压 测试出输出电压的交流分量。,五、稳压管稳压电路,稳定电压 UZ:稳压管的击穿电压稳定电流 IZ:使稳压管工作在稳压状态的最小电流最大耗散功率 PZM:允许的最大功率,PZM=IZM UZ动态电阻 rz:工作在稳压状态时,rzU/I,1.稳压管的伏安特性和主要参数,2.稳压管稳压电路的工作原理,3.稳压管稳压电路的主要指标,(1)输出电压 UOUZ(2)输出电流 IZmax IZmin IZM IZ(3)稳压系数,(4)输出电阻,简单易行,稳压性能好。适用于输出电压固定、输出电流变化范围较小的场合。,4.特点,5.稳压管稳压电路的设计,(1)UI
7、的选择 UI(23)UZ(2)稳压管的选择 UZUO IZMIZ ILmax ILmin(3)限流电阻的选择 保证稳压管既稳压又不损坏。,电网电压最低且负载电流最大时,稳压管的电流最小。,电网电压最高且负载电流最小时,稳压管的电流最大。,若求得RminRmax,怎么办?,讨论一:稳压管稳压电路的设计,依次选择稳压管、UI、R、C、U2、二极管1.输出电压、负载电流稳压管2.输出电压UI3.输出电压、负载电流、稳压管电流、UI R4.UI、R 滤波电路的等效负载电阻C5.UI U26.U2、R中电流整流二极管,已知输出电压为6V,负载电流为030mA。试求图示电路的参数。,六、串联型稳压电路,1
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