电工电子学 作者 林小玲 第7章 功率电子电路.pptVIP

§7.2.2 整流电路 （3） 参数的选择 (3) 性能特点（7800、7900系列） 输出电流超过 1. 5 A（加散热器） 不需要外接元件 内部有过热保护 内部有过流保护 调整管设有安全工作区保护 输出电压容差为 4% 例1：单相桥式整流电路，已知交流电网电压为 220 V，负载电阻 RL = 50?，负载电压Uo=100V， 试求变压器的变比和容量，并选择二极管。 I = 1.11 Io= 2 ? 1.11 = 2. 2 A 变压器副边电流有效值 变压器容量 S = U I = 122 ? 2.2 = 207. 8 V A 变压器副边电压 U ? 122 V 可选用二极管2CZ11C，其最大整流电流为1A，反向工作峰值电压为300V。 例2： 试分析图示桥式整流电路中的二极管D2 或D4 断开时负载电压的波形。如果D2 或D4 接反，后果如何？如果D2 或D4因击穿或烧坏而短路，后果又如何？ uo + _ ~ u + _ RL D2 D4 D1 D3 解：当D2或D4断开后 电路为单相半波整流电路。正半周时，D1和D3导通，负载中有电流过，负载电压uo=u；负半周时，D1和D3截止，负载中无电流通过，负载两端无电压， uo =0。 uo u π 2π 3π 4π t w t w π 2π 3π 4π o o 如果D2或D4接反 则正半周时，二极管D1、D4或D2、D3导通，电流经D1、D4或D2、D3而造成电源短路，电流很大，因此变压器及D1、D4或D2、D3将被烧坏。 如果D2或D4因击穿烧坏而短路 则正半周时，情况与D2或D4接反类似，电源及D1或D3也将因电流过大而烧坏。 uo + _ ~ u + _ RL D2 D4 D1 D3 §7.2.3 滤波电路 1.概述 交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，其中既有直流成份又有交流成份。 滤波原理：滤波电路利用储能元件电容两端的电压(或通过电感中的电流)不能突变的特性, 滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。 方法：将电容与负载RL并联(或将电感与负载RL串联)。 2. 电容滤波电路的原理分析 （1） 电路结构 （2） 工作原理 u uC时，二极管导通，电源在给负载RL供电的同时也给电容充电， uC 增加，uo= uC 。 u uC时，二极管截止，电容通过负载RL 放电，uC按指数规律下降， uo= uC 。 + C ic i – + + – a D uo u b RL io = uC （3） 工作波形 二极管承受的最高反向电为 。 动画 uo u ?t O ?t O (4) 电容滤波电路的特点 (T — 电源电压的周期) (A) 输出电压的脉动程度与平均值Uo与放电时间 常数RLC有关。 RLC 越大 ? 电容器放电越慢 ? 输出电压的平均值Uo 越大，波形越平滑。 近似估算取： Uo = 1. 2 U ( 桥式、全波） Uo = 1. 0 U （半波） 当负载RL 开路时，UO ? 为了得到比较平直的输出电压 (B) 外特性曲线 有电容滤波 1.4U 无电容滤波 0.45U Uo o IO 结论 采用电容滤波时，输出电压受负载变化影响较大，即带负载能力较差。 因此电容滤波适合于要求输出电压较高、负载电流较小且负载变化较小的场合。 (C) 流过二极管的瞬时电流很大 选管时一般取： IOM =2 ID RLC 越大?ＵO 越高，IO 越大?整流二极管导通时间越短? iD 的峰值电流越大。 iD ?t uo ?t O O 例： 有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频率 f=50Hz，负载电阻 RL = 200?，要求直流输出电压Uo=30V，选择整流二极管及滤波电容器。 流过二极管的电流 二极管承受的最高反向电压 变压器副边电压的有效值 u RL uo + + – – ~ + C 解：1. 选择整流二极管 可选用二极管2CP11 IOM =100mA UDRM =50V 例2： 有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频率 f=50Hz，负载电阻 RL = 200?，要求直流输出电压Uo=30V，选择整流二极管及滤波电容器。 取 RLC = 5 ? T/2 已知RL = 50? u RL uo + + – – ~ + C 解：2. 选择滤波电容器 可选用C=250?F，耐压为50V的极性电容器 2. 电感电容滤波