中北大學模電-直流電源PPT課件

第11章直流電源,11.1概述,11.2整流電路,小結,11.3濾波電路,11.4穩(wěn)壓電路,11.5三端穩(wěn)壓電路,11.6開關穩(wěn)壓電路,11.1概述,交流電源,負載,組成框圖,220V,單向脈動電壓,合適的交流電壓,濾波,穩(wěn)壓,11.2整流電路,11.2.1基本概念,11.2.2單相半波整流電路,11.2.3單相橋式整流電路,11.2.4倍壓整流電路,11.2.1基本概念,整流電路的任務是利用二極管的單向導電性把正、負交變的電壓變成單方向脈動的直流電壓。,整流電路有單相整流，屬于小功率整流（通常指由單相交流電源供電，功率在一千瓦以內），其中包括半波整流、全波整流、橋式整流、倍壓整流等。另外還有三相整流（屬于大功率整流）及多相整流（屬于大功率整流）。,11.2.2單相半波整流電路,1、電路原理,2、主要參數,1）、輸出電壓平均值,2）、輸出電流平均值,3）、脈動系數,3、二極管極限參數選擇,1）、最大整流平均電流,2）、最高反向工作電壓,【例11-1】在單向半波整流電路中，已知變壓器副邊電壓有效值=30V，負載電阻=100，試問:1、負載電阻上的電壓平均值和電流平均值各為多少?2、電網電壓波動范圍是10%，二極管承受的最大反向電壓和流過的最大電流平均值各為多少?,解：,1、負載電阻上電壓平均值,0.45=0.4530V=13.5V,流過負載電阻的電流平均值,2、二極管承受的最大反向電壓,二極管流過的最大平均電流,11.2.3、單相橋式整流電路,輸入正半周,1.工作原理,輸入負半周,+uo,動畫演示,波形,t,O,t,O,t,O,t,O,2,3,2,3,Im,2,2,3,3,uO,u2,uD,iD=iO,2.參數估算,1)整流輸出電壓平均值,2)整流輸出電流平均值,3)脈動系數,1）最大整流平均電流,2)最高反向工作電壓,3.二極管極限參數選擇,4.簡化畫法,5.整流橋,把四只二極管封裝在一起稱為整流橋,【例11-3】某電子裝置要求電壓值為15V的直流電源，已知負載電阻等于100，試問：1、如果選用單相橋式整流電路，則變壓器副邊電壓應為多大？整流二極管的正向平均電流最大反向峰值電壓等于多少？輸出電壓的脈動系數S等于多少？2、如果改用單相半波整流電路，則，和S各是多少？,解：,1、由電路條件可知：,根據給定條件，可得輸出直流電流為：,由公式可得,此時脈動系數為：,2、如改用單相半波整流電路，則,利用橋式整流電路實現正、負電源,三相整流電路及其波形,11.2.4、倍壓整流電路,1二倍壓整流電路,2多倍壓整流電路,11.3濾波電路,11.3.1電容濾波,11.3.2其他濾波電路,11.3.1電容濾波電路,1.電路和工作原理,V導通時給C充電，V截止時C向RL放電；,濾波后uo的波形變得平緩，平均值提高。,電容充電,電容放電,2.波形及主要參數,當RL=時：,當RL為有限值時：,通常取,RC越大UO越大,RL=,為獲得良好濾波效果，一般?。?(T為輸入交流電壓的周期),UO=1.2U2,（1）輸出電壓平均值,（2）整流二極管的導通角,加濾波電容后，只有當電容充電時，二極管才導通，因此，每只二極管的導通角都小于180o。而且，RC的值愈大，濾波效果愈好，導通角將愈小。,二極管的導通角U,（4）輸出電壓可調穩(wěn)壓電路,W78,C1,C2,+UI,+U,+UO,R1,R2,R3,R4,8,(虛短),可產生小于U的輸出電壓UO,（5）恒流源電路,1,2,+UI=10V,W7805,3,+UO,R,RL,IQ,IO,0.1F,0.33F,10,一、典型產品型號命名,CW117/217/317系列(正電源),CW137/237/337系列(負電源),工作溫度,CW117(137)-55150C,CW217(237)-25150C,CW317(337)0125C,11.5.2可調式三端穩(wěn)壓器,基準電壓,1.25V,輸出電流,L型輸出電流100mA,M型輸出電流500mA,二、CW117內部結構和基本應用電路,內部結構,外形引腳,50A,基本應用電路,V1防止輸入端短路時C4反向放電損壞穩(wěn)壓器,V2防止輸出端短路時C2通過調整端放電損壞穩(wěn)壓器,UREF=1.25V,使UREF很穩(wěn)定,120,IREF50A,2.2k,R1=UREF/IQ=125,靜態(tài)電流IQ(約10mA)從輸出端流出，RL開路時流過R1,R2=02.2k時，,UO=1.2524V,11.6開關穩(wěn)壓電路,引言,11.6.1串聯開關型穩(wěn)壓電路,11.6.2并聯開關型穩(wěn)壓電路,引言,線性穩(wěn)壓電路的缺點：,調整管管耗大電源效率低(40%60%),改進思路：,使調整管,截止(電流小),飽和(管壓降小),開關穩(wěn)壓電路的優(yōu)點：,效率高(80%90%),體積小、重量輕,穩(wěn)壓范圍寬,開關穩(wěn)壓電路的缺點：,電路復雜,對電網要求不高,對電子設備干擾較大,輸出電壓含較大紋波,調整管,取樣電路,開關調整管控制,組成框圖,濾波,頻率固定的三角波,誤差放大,續(xù)流,11.6.1串聯開關型穩(wěn)壓電路,工作波形,脈寬調制式(PWM),=DUI,占空比,穩(wěn)壓原理,占空比,D=50%,當uF=UREF，,uA=0，,UO為預定標稱值,+UI,+Uo,RL,V1,R1,R2,L,C,+,UREF,uF,uB,控制電路,V2,高電平,低電平,截止,截止,11.6.2并聯開關型穩(wěn)壓電路,小結,第11章,一、整流濾波電