《计算机电路基础》第8章:直流稳压电路.ppt
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1、第8章 直流稳压电路,(时间:2次课,4学时),教学提示:直流稳压电源是电子设备不可缺少的一部分,其性能的优劣会直接影响到电子设备的工作与稳定。直流稳压电源涉及前面所学习到的元器件和放大电路原理。本章是一个小综合的章节。教学目标:(1)掌握整流电路的工作原理;(2)了解滤波电路的作用;(3)了解并联型稳压电路的工作过程;(4)掌握串联型稳压电路的工作原理;(5)掌握基本的三端稳压器的使用;,主要内容8.1 整流电路8.2 滤波电路8.3 直流稳压电路8.4 三端集成稳压器,稳压电源电路的结构如图8.1.(1).电源变换器:将电网中的交流电压变换成符合整流 要求的交流电压。(2).整流电路:将交
2、流电压转换成单向脉动电压。(3).滤波电路:减小脉动电压中波动的成分。(4).稳压电路:对滤波后的不稳定直流电压 进一步的“稳压”,向电子设备提供稳定的电压。,8.1 整 流 电 路整流电路的主要任务:利用单向导电元件将输入的交流电压变换成单向脉动电压。常见有半波、全波和桥式整流。单相半波整流如图8.2(a):由整流变压器B、整流二极管和电阻负载RL三个部分组成。工作原理:,图 8.2,1.变压器初级加交流电压u,在次级绕组中电压ui为ui=Uisint2.当ui在正半周时,二极管导通,正半波电流iO流过负载电阻,得到正半周半波电压。UOm=Ui3.当ui在负半周时,二极管截止,负载电阻上没有
3、电流流过,uO=0,如图8.2(b)所示。关系式:在负载电阻上所得到的大小变化、单方向的,即单相脉动电压。其最大值为 UOm=1.414 Ui(8-1)半波电压的平均值为(8-2)即UO=0.45 Ui半波整流电路的电流平均值IO=0.45Ui/RL(8-3)负半周时整流二极管截止,它所承受最大反向电压为 1.414 Ui.,8.1.2 单相全波整流1.全波整流电路:图8.3由两个半波整流电路组成。变压器的中心触头把次级分成上下两个半绕组,每个半绕组的电压均为:ui=Ui sint正半周:上半绕组的电压ui使V1导通,V2截止,iO流RL,RL上得到上正下负的半波电压。负半周:下半绕组的电压u
4、i,使V2导通,V1截止。iO流过RL,得到上正下负的半波电压。在一个周期内两个二极管轮流导通在负载电阻RL上得到的两个半周期的正波形,如图8.4所示。整流二极管在截止时的反向电压的最大值,是变压器半绕组的最大电压Ui。所以在选择整流二极管的耐压时应满足:URMUi,2.桥式全波整流电路图8.5(a),四个二极管接成电桥形式。ui正半周:B次级极性上正下负,使V1和V3导通,V2和V4截止,RL上得到是上正下负的半波电压,图(b).ui负半周:B次级极性上负下正,使V2和V4导通,V1和V3截止,RL上仍然得到是上正下负的半波电压,图(c).在一个周期里RL得到电压两个半周期的正波形.,图 8
5、.5,单相桥式全波整流中,负载电阻RL上电压平均值为(8-4)负载电阻RL上电流平均值IO=0.9Ui/RL流过每个整流二极管的正向电流 Id=IO/2.桥式全波整流中,每个整流二极管在截止时所承受的反向电压的最大值仍然是:1.414 Ui,8.2 滤 波 电 路,整流电路输出的是单向脉动的电压,要加接滤波器,以改善脉动程度。滤波器一般由电抗元件组成。由于电容和电感元件具有储能作用,在电源电压(流)增加时,能把部分能量储存起来,在电源电压(流)下降时把能量释放出来,使负载电流比较平滑。滤波器一般的结构如下图8.9所示。,图 8.9,8.2.1 电容滤波器(C滤波器)如图8.9(a)在u的正半周
6、时V1和V3导通,向RL提供电流的同时,向电容C充电,电容上电压为uC上升.当u电压过最大值后开始下降,当降至uuC时,V1和V3被反偏置而截止,电容向负载电阻RL放电。电容放电一直持续到负半周期(2)中交流电源电压u大过电容上电压值时,V2和V4开始导通,交流电源电压又向电容开始新的一轮充电。负载上得到如图8.9(b)所示的平滑的波形。,图 8.9,电容向负载电阻RL放电的时间常数越大,输出电压的脉动也就越小。一般要求 RLC(35)T/2或C(35)T/2RL(8-5)式中的T为电源u的周期。电容滤波桥式整流电路输出电压:空载下时,电容无放电回路,UC=UO=1.4U。当接有RL,而不加电
7、容C,即桥式整流电路,由式(8-4)知 UO=0.9U。在桥式整流电路的内阻不太大(几欧)和放电常数满足式(8-5)时,电容滤波的桥式整流电路的输出电压UO为:UO=(1.11.2)U,【例题8.2】图8.9(a)桥式整流电路,使用电网50Hz,220V供电。要求输出电压UO为24V,输出电流IO为1A。试选择整流管和滤波电容。【解】据(8-6)式,选取UO=1.2U得 U=UO/1.2=24/1.2=20(V)应选择二极管:If I0/2=0.5(A)和 VRM 1.41U=1.4120=28.2(V)据(8-5)式,选取C=5T/2 RLRL=UO/I0=20/1=24()T=1/50=0
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