第14章秦曾煌.ppt

第14章二极管和晶体管 u1 u2 a T b D RL uo uD io + – + – iD 例14-3-1如图所示，已知u2=311sinωt V 负载电阻RL=66Ω.试求整流电压 电流的平均值，并选用二极管。 查手册选用2CZ12G（3A，600V） u1 u2 T D3 D2 D1 D4 RL uo 组成：由四个二极管组成桥路 RL D1 D3 D2 D4 u2 uo 2 单相桥式整流电路 几种常见的 集成 硅整流桥外形： + A C - ~+~- ~ + - ~ u2 uo + ? – ? RL u2 uo RL 桥式整流电路 + - u2正半周时电流通路 - + u2负半周时电流通路 u0 1. 单相桥式整流电路的工作原理 D1 、D3 导通 D2 、D4 截止 D2 、D4 导通 D1 、 D3 截止 桥式整流电路 u1 u2 T D4 D2 D1 D3 RL u1 u2 T D4 D2 D1 D3 RL u0 二极管最大反向电压： u20 时 D1,D3导通 D2,D4截止 电流通路: a ? D1? RL?D3?b u20 时 D2,D4导通 D1,D3截止 电流通路: b? D2? RL?D4?a 单相桥式整流电路输出波形： RL u2 D4 D2 D1 D3 uo a b 整流输出电压平均值： Uo=2×0.5U2＝0.9U2 负载电流平均值: Io= Uo /RL =0.9 U2 / RL 二极管平均电流： ID=Io/2=0.45 U2 / RL u2 uD2uD4 uD1,uD3 uo 2. 单相桥式整流电路的性能指标 输出是脉动的直流电压！ u1 u2 T D3 D2 D1 D4 RL uo 例14-3-2如图所示，已知 负载电阻RL=120Ω.要求负载电压 U0=30V，交流电源电压220V， 试选用二极管并求变压器变比。 解 查手册选用2CP1（500mA，100V） 滤波电路的结构特点: 电容与负载 RL 并联，或电感与负载RL串联。 交流 电压 脉动 直流电压 整流 滤波 直流 电压 RL L RL C §14.4 滤波电路 原理：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。 14.4.1 电容滤波电路 以单向桥式整流电容滤波为例进行分析，其电路如图所示。 一、滤波原理 a u1 u2 u1 b D4 D2 D1 D3 RL uo S C + – （C滤波器） RL未接入时 (忽略整流电路内阻) u2 t uo t 设t1时刻接通电源 t1 整流电路为电容充电 充电结束 没有电容时的输出波形 RL接入（且 RLC 较大） 时 (忽略整流电路内阻) 电容通过 RL 放电，在整流电路电压小于电容电压时，二极管截止，整流电路不为电容充电，uo会逐渐下降。 uo t 电容放电 无滤波电容 时的波形 加入滤波电容 时的波形 uo t u2上升， u2大于电容 上的电压uc，u2对电容充电， uo= uc? u2 二极管导通 u2下降， u2小于电容上的电压。 二极管承受反向电压而截止。 电容C 通过RL放电， uc 按指数 规律下降，时间常数 ? = RL C 二极管导通角 u2 t uo t 只有整流电路输出电压大于uo时，才有充电电流 iD 。因此整流电路的输出电流是脉冲波。 整流电路的输出电流 iD a u1 u2 u1 b D4 D2 D1 D3 RL uo S C + – iD 可见，采用电容滤波时，整流管的导通角较小。 u2 t uo t 电容充电时，电容电压滞后于u2。 整流电路的输出电流 RLC 越小，输出电压越低。 3. RL接入（且RLC 较小）时 (考虑整流电路内阻) a u1 u2 u1 b D4 D2 D1 D3 RL uo S C + – (b) 流过二极管瞬时电流很大 RLC 越大 ? Uo越高?负载电流的平均值越大 ; 整流管导电时间越短 ? iD的峰值电流越大 (a) 输出电压 平均值Uo与时间常数 RLC 有关 RLC 愈大? 电容器放电愈慢 ? Uo(平均值)愈大 (c) 二极管承受的最高反向电压 二、电容滤波电路的特点 一般取 ( T: 电源电压的周期 ) uo 电容滤波 纯电阻负载 1.4U2 0.9U2 0 IL 故一般选管时，取 输出波形随负载电阻 RL 或 C 的变化而改变, Uo 随之改变。 如: RL 愈小( IL 越大),