利用可控开控制电风扇转速.doc

一、直流电源的产生 1.1、变压 变压器是根据电磁感应原理制成的一种静止电器，它的主要用途是进行电压变换，用它可把某一电压的交流电能变换同频率的另一种电压的交流电能。 变压器除了在电力上来改变电压外，还有改变电流、阻抗的作用。 变压原理一句话概括:电生磁。磁生电。 它的基本原理是：一次线圈和二次线圈绕在同一个铁芯上，当一次线圈通电后，在铁芯中产生交变磁通，（电生磁）该交变磁通穿过二次线圈，根据电磁感应定律，将在二次线圈中产生交变电势，（磁生电）由于一二次侧线圈的匝数不等，因此，二次侧的电压也就不等。 1.2、整流 整流电路的作用: 将交流电压转变为脉动的直流电压。 整流原理：利用二极管的单向导电性 整流元件（二极管） 1、二极管的结构 点接触型二极管的特点是PN结面积小，不能通过大电流，但等效电容小，适用于高频工作及小信号整流。面接触型PN结面积大，允许通过的正向电流大，，但等效电容大，常用做整流管，适用于再较低频率下工作。平面型二极管，结面积较小的管子，等效电容小，适于做脉冲数字电路中的开关管；结面积较大的管子，可通过较大电流，适用于大功率整流。 2、二极管的伏安特性 图所示为二极管端电压与电流的关系曲线，称为伏安特性 当二极管正向电压大于Uon，二极管导通。 当二极管所加正向电压比较小时，由于外电场还不足以克服内电场对扩散运动所造成的阻力，正向电流非常小，二极管呈现出较大电阻，所以常称这个区域为死区。称使二极管正向导通的端电压为开启电压Uon, 也称为死区电压。 当外加反向电压增大到一定数值UBR时，外电场产生的电场力足以使共价键中的价电子挣脱共价键的束缚而成为自由电子，使少数载流子的数目急剧增加，反向电流骤然增大，这种现象称为反向击穿。UBR称为反向击穿电压。二极管反向击穿后往往造成永久性损坏。 3、二极管的主要参数 （1）最大平均整流电流IF IF是二极管长期运行允许通过的最大正向平均电流，由PN的面积与散热条件决定。当正向电流超过IF时，管子会因过热而损坏。 （2）最高反向工作电压UR 即管子长期运行允许在两端的最大反向电压，指峰值。为保二极管安全工作，UR常为0.5UB。 （3）反向电流IR IR是二极管的质量指标之一，单向导电向性越好。反向电流是一个受温度影响较大的参数，使用时应注意。 （4）工作频率 其数值决定于PN结的等效电容的大小。当实际频率超过此值时，二极管就不能很好地体现单向导电性。 （5）零偏压电容 指二极管端电压为零时的等效电容，一般开关管的零偏压电容只有几个pF。 工作原理 当u2正半周时，1点电位为正，2点的电位为负。二极管D1、D3外加正向电压，因而处于导通状态；D2、D4外加反向电压，因而处于截止状态。电流由1点流出，经D1、RL、D3回到2点如图所示。负载电阻RL上的电压uL等于变压器二次电压u2，VD2、VD4管呈受的反向电压也为u2. 当u2负半周时，1点电位为负，2点电位为正。二极管D2、D4外加正向电压，因而处于导通状态；D1、D3外加反向电压，因而处于截止状态。电流2点流出，经过D2、RL、D4回到1点，如图所示。负载电阻RL上的电压uL等于-uL等于-u2，D1与D3管所加反向电压u2。 这样，由于D1、D3和D2、D4两两交替导通，所以，负载电阻上载u2的整个周期内都有电流通过，且方向不变，故输出为当方向脉动电压。图所示为单相桥式整流电路各部分的电压波形。 1.3、滤波 整流电路的输出电压，虽然方向不变，但是脉动较大，含有较大的交流成分，不能适应大多数电子线路及设备的需要。因此，一般在整流以后，还需利用滤波电路将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。 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。 电容滤波电路就是在整流电路的输出端并联一个电容，如图所示。利用电容的充放电作用，使负载电压趋于平滑。 给出了电容滤波电路在带电阻负载后的工作情况。接通交流电源后，二极管导通，整流电源同时向电容充电和向负载提供电流,输出电压的波形是正弦形。在时刻，即达到u2 90°峰值时，u2开始以正弦规律下降，此时二极管是否关断，取决于二极管承受的是正向电压还是反向电压。 先设达到90°后，二极管关断，那么只有滤波电容以指数规律向负载放电，从而维持一定的负载电流。但是90°后指数规律下降的速率快，而正弦波下降的速率小，所以超过90°以后有一段时间二极管仍然承受正向电压，二极管导通。随着u2的下降，正弦波的下降速率越来越快，uC 的下降速率越来越慢。所以在超过90°后的某一点，例如图中的t2时刻，二极管开始承受反向电压，二极管关断。此后只有电容器C