第11章直流电源分解.ppt

第11章 直流电源 11.1　概述 11.2　整流电路 小结 11.3　滤波电路 11.4　稳压电路 11.5　三端稳压电路 11.6　开关稳压电路 本章学习要求 1.掌握直流电源的组成； 2.直流电源的技术参数； 3.能够根据负载要求，进行小功率直流电源设计； 4.能够根据交变信号特征和直流电源的技术指标设计滤波电路； 5.深刻理解具有放大环节的串联稳压电路的工作原理，确定电压调节范围； 6.能够熟练应用三端集成稳压电源模块设计直流电源； 7. 深刻理解开关式直流电源工作原理； 8. 能够正确选择、安全使用稳压电源模块。 11.1　概述 1）传统直流电源组成 2）开关型直流电源 交 流 电 源 220 V 11.2　整流电路 11.2.1 基本概念 11.2.2 单相半波整流电路 11.2.3 单相桥式整流电路 11.2.4 倍压整流电路 11.2.1 基本概念 整流电路的任务是利用二极管的单向导电性把正、负交变的不含直流分量的电压信号变成单方向含有直流分量的脉动电压。 整流电路有单相整流，属于小功率整流（通常指由单相交流电源供电，功率在一千瓦以内），其中包括半波整流、全波整流、桥式整流、倍压整流等。另外还有三相整流（属于大功率整流）及多相整流（属于大功率整流）。 周期半波余弦信号 的傅里叶级数： 此信号的频谱只包含直流、基波及偶次谐波分量，谐波的幅度以1/n2的规律收敛。 11.2.2 单相半波整流电路 1）电路原理 2）主要参数 （1）输出电压平均值 （2）输出电流平均值 （3）脉动系数 （直流分量/基波分量） 3）二极管极限参数选择 （1）最大整流平均电流 （2）最高反向工作电压 【例11-1】 在单向半波整流电路中，已知变压器副边电压有效值=30V，负载电阻=100，试问: （1）负载电阻上的电压平均值和电流平均值各为多少? （2）一般工程上允许电网电压波动范围是±10%，二极管承受的最大反向电压和流过的最大电流平均值各为多少? 解： （1）负载电阻上电压平均值 ≈0.45=0.45×30V=13.5V 流过负载电阻的电流平均值 （2）二极管承受的最大反向电压 二极管流过的最大平均电流 11.2.3 单相桥式(全波)整流电路 1) 工作原理 + uo ? 波形 ?t O ?t O ?t O ?t O ? 2? 3? ? 2? 3? Im ? ? 2? 2? 3? 3? uO u2 uD iD= iO 周期全波余弦信号的傅里叶级数 其傅里叶级数表达式为： 2) 参数估算 1) 整流输出电压平均值 2) 整流输出电流平均值 3) 脉动系数(直流分量/基波分量) (1）最大整流平均电流 (2) 最高反向工作电压 3) 二极管极限参数选择 一般工程上允许电网电压波动范围是±10%： 4) 简化画法 5）整流桥（桥堆） 把四只二极管封装 在一起称为整流桥(桥堆) ~ ~ 【例11-3】 某电子装置要求电压值为15V的直流电源，已知负载电阻等于100 ，试问： （1）如果选用单相桥式（全波）整流电路，则变压器副边电压应为多大？整流二极管的正向平均电流最大反向峰值电压等于多少？输出电压的脉动系数S等于多少？如果市电波动10%,如何考虑（自行计算）？ （2）如果改用单相半波整流电路，则 ， ， 和 S各是多少？ 解： 1、由电路条件可知 ： 根据给定条件，可得输出直流电流为： 则： 可选择标称变压器220V/24V 此时脉动系数为： 2） 如改用单相半波整流电路，则 利用桥式整流电路实现正、负电源 正半周： 正电源Uo1：A（+）—VD1导通，VD2截止—RL1—地（变压器中心抽头） 负电源Uo2：B（-）—VD3导通，VD4截止—RL2—地（变压器中心抽头） 负半周： 正电源Uo1：A（-）—VD2导通，VD1截止—RL1—地（变压器中心抽头） 负电源Uo2：B（+）—VD4导通，VD3截止—RL2—地（变压器中心抽头） 三相整流电路及其波形 自行用MUltiSIM仿真三相整流电源 11.2.4 倍压整流电路（高压直流发生器） 1．二倍压整流电路 2．多倍压整流电路 正半周： A—VD1导通—C1充电到幅值U2； 负半周： B—VD2导通，VD1截止—C1+U2共同向C2充电到2U2 11.3　谐波滤波电路 11.3.1 电容滤波 11.3.2 其他滤波电路 11.3.1 电容滤波电路 1）电路和工作原理 V 导通时给 C 充电，V 截止时 C 向 RL 放电； 滤波后 uo 的波形变得平缓，平均值提高。 2） 波形及主要参数 当 RL = ? 时： 当 RL 为有限值时： R