整流電路介紹實(shí)用教案

1、會計(jì)學(xué)1整流整流(zhngli)電路介紹電路介紹第一頁，共23頁。二極管只在半個(gè)周期能夠?qū)щ?，而?fù)載上得到的電壓是單一(dny)方向，大小隨時(shí)間而變的(單向脈動電壓)。對這種整流(zhngli)的輸出電壓，常用一個(gè)周期的平均值來表示它的大小。其平均值為整流整流(zhngli)電壓電壓的平均值的平均值U2t0uTUoUUtdtUUo45. 02)(sin2210如果電路負(fù)載已知，則整流輸出電流的平均值為LLoRURUI45. 00第1頁/共23頁第二頁，共23頁。i DTrRabuuoD二極管所承受的最大反向(fn xin)電壓：UUUmDRM2例例有一單相整流(zhngli)電路,負(fù)載電阻為

2、750,變壓器副邊電壓為20V，試求Uo，Io及UDRM,并選用(xunyng)二極管。解解VUUo92045. 045. 0mARUILoo127509VUUDRM2 .282022查二極管參數(shù)，選用2AP4(16mA,50V)。為了使用安全此項(xiàng)參數(shù)選擇應(yīng)比計(jì)算值大一倍左右。第2頁/共23頁第三頁，共23頁。二、單相(dn xin)橋式整流電路 單相半波整流電路只利用了電源(dinyun)的半個(gè)周期，并且整流電壓的脈動較大。為此常采用全波整流電路，最常見的就是單相橋式整流電路。RLuoRLuuoaTrRLbuuoRLuuo第3頁/共23頁第四頁，共23頁。在變壓器副邊電壓(diny)u為正半

3、周時(shí)，二極管D1、D3導(dǎo)通，而二極管D2、D4截止；uoaTrRLbuD1D2D3D4uoaTrRLbuD2D4t0uU2TUUtdtUUo9 . 022)(sin210當(dāng)副邊電壓(diny)u為負(fù)半周時(shí)，二極管D2、D4導(dǎo)通，而二極管D1、D3截止。Uo第4頁/共23頁第五頁，共23頁。UUo9 . 0負(fù)載電阻中通過的輸出(shch)電流：LLoRURUI9 . 00每只二極管中通過(tnggu)的電流僅為輸出電流一半：LDRUII45. 0210每只二極管承受的最高反向電壓：UUDRM2第5頁/共23頁第六頁，共23頁。UUoIoUUoIoUUoUIo整流(zhngli)電壓平均值t0uo

4、t0uot0uo電 路整流電壓(diny)波形UUo45. 0UUo9 . 0UUo9 . 0二極管平均電流oI2oI2oI二極管反向電壓UU41. 12UU41. 12UU83. 222副邊電流有效值oI57. 1oI79. 0oI11. 1第6頁/共23頁第七頁，共23頁。 整流電路僅將交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動的直流電壓(diny)。這種電壓(diny)對許多電子設(shè)備遠(yuǎn)達(dá)不到要求，往往再加接濾波器以改善電壓(diny)的脈動程度。一、電容一、電容(dinrng)濾波濾波器器(C濾波器濾波器)TrDRLabuC =uoCt0ut0uD截止(jizh)D導(dǎo)通D導(dǎo)通D截止截止D導(dǎo)通電容濾波器的作用電

5、容濾波器的作用第7頁/共23頁第八頁，共23頁。 電容濾波器輸出電壓的脈動(midng)程度有所改善，但帶負(fù)載能力較差。 在負(fù)載不同的情況下，取用輸出(shch)電流Io愈大輸出(shch)平均電壓Uo愈小。其外特性曲線如右圖：IoUo01.4U電容濾波0.45U無電容濾波 采用電容濾波時(shí)，輸出電壓(diny)的脈動程與電容器的放電時(shí)間常數(shù)RLC有關(guān)，其值愈大則脈動程度就愈小。一般認(rèn)為2)53(TCRL或CRL1)1510(即可達(dá)到要求，此時(shí)輸出電壓Uo由下式估算：UUoUUo2 . 1(半波)(全波)第8頁/共23頁第九頁，共23頁。電容電容(dinrng)濾波電路中元件濾波電路中元件的選擇

6、：的選擇：由于二極管的導(dǎo)通時(shí)間較短，因此通過(tnggu)二極管的的電流峰值較大，應(yīng)避免電流沖擊損壞二極管；由于濾波電容保持有電壓輸出，應(yīng)注意(zh y)二極管截止時(shí)所承受的最高反向電壓UDRM有所不同，帶電容濾波的半波整流電路UUDRM22帶電容濾波的橋式整流電路UDRM不變；常用電容器一般在101103微法，視負(fù)載電流大小而定。其耐壓值應(yīng)大于輸出電壓的最大值，一般大容量電容具有極性。第9頁/共23頁第十頁，共23頁。二、電感二、電感(din n)電容濾波器電容濾波器(LC濾波器濾波器)要進(jìn)一步減小輸出電壓的脈動程度(chngd)，可在濾波電容之前串入鐵心電感線圈L即LC濾波器。TrRLuC

7、L電感電容濾波電感電容濾波(lb)電路電路由于電感線圈對整流電流的交流分量具有阻抗，L比RL大得愈多則濾波效果就愈好。一般需要線圈的電感量較大，但其直流電阻也較大，因而會造成輸出電壓的下降。LC濾波器適于電流較大、輸出電壓脈動很小的場合，更適合與高頻濾波。第10頁/共23頁第十一頁，共23頁。三、三、 形形濾波器濾波器 形形LC濾波濾波(lb)電路電路如果(rgu)需要輸出電壓的脈動更小，可以再加一個(gè)濾波電容。 形LC濾波器的效果跟好，但整流二極管的沖擊電流較大。RLuC2LC1由于線圈體大且重，有些情況可用電阻(dinz)代替電感線圈以構(gòu)成 形RC濾波器。R愈大濾波效果愈好，但將使輸出電壓下

8、降，所以適用于負(fù)載電流較小、電壓脈動很小的場合。 形形RC濾波電路濾波電路RLuC2RC1第11頁/共23頁第十二頁，共23頁。實(shí)際實(shí)際(shj)電源舉電源舉例例-24VN2C1N3N13A 2000 F 50VFU2C21A.047 FFU12CZ12 4直流直流交流交流 24V220V 如圖電源輸出電壓為24V，電流(dinli)為1.8A。變壓器副繞組N3的電壓約為20V，C2起抑制高頻干擾作用；副繞組N2的電壓為5.5V，供照明指示燈用。 直流24V電池的極性可任意接入。第12頁/共23頁第十三頁，共23頁。RLUiDZRCUoIZIo經(jīng)整流(zhngli)和濾波后，雖脈動程度有了最大

9、改善，但直流電壓幅度還會隨著電網(wǎng)的波動或負(fù)載的變化而變化。最簡單的直流穩(wěn)壓電源是利用(lyng)穩(wěn)壓管組成的。如圖采用橋式整流和電容濾波，得到直流電壓Ui，再經(jīng)過限流電阻R和穩(wěn)壓管DZ ，使負(fù)載得到一個(gè)比較穩(wěn)定的直流電壓。穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路第13頁/共23頁第十四頁，共23頁。RLUiDZRCUoIZIo穩(wěn)壓(wn y)管穩(wěn)壓(wn y)電路電壓的穩(wěn)定(wndng)過程選擇(xunz)穩(wěn)壓管一般規(guī)律： UZ=Uo式 IZmax=(15)Iomax Ui=(23)Uou Ui Uo IZ UR 保持負(fù)載電壓Uo近似不變。當(dāng)電源電壓升高時(shí)當(dāng)負(fù)載增加時(shí)Io UR Uo IZ UR 保持負(fù)載電壓Uo近似不

10、變。第14頁/共23頁第十五頁，共23頁。 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路結(jié)構(gòu)雖簡單，但穩(wěn)壓效果(xiogu)不夠理想，一般只適用于負(fù)載較小的情況。為提高穩(wěn)壓效果(xiogu)常采用代放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路。RLUODZCR1UZR2R1R2U1R4R3T1T2Io變 壓整 流濾 波調(diào)整(tiozhng)環(huán)節(jié)基準(zhǔn)電壓采樣環(huán)節(jié)放大環(huán)節(jié)利用變壓器將電網(wǎng)電壓變換成所需幅度的交流電壓；橋式整流電路將交流電變成直流電；電容式濾波使直流電的脈動成分進(jìn)一步減小。采樣環(huán)節(jié)：由R1、R2及Rp組成的電阻分壓器，將輸出電壓的一部分送到放大環(huán)節(jié)。電位器可調(diào)節(jié)輸出電壓。opfURRRRRU2122基準(zhǔn)電壓：由穩(wěn)壓管DZ和R3

11、構(gòu)成，穩(wěn)壓管兩端的直流電壓UZ是穩(wěn)定性較高的直流電壓。作為調(diào)整和比較的標(biāo)準(zhǔn)。放大環(huán)節(jié)：由晶體管T2構(gòu)成的直流放大電路，其輸入電壓是采樣電壓與基準(zhǔn)電壓之差，放大后控制調(diào)整管。R4是其負(fù)載電阻?；鶞?zhǔn)電壓：由穩(wěn)壓管DZ和R3構(gòu)成，穩(wěn)壓管兩端的直流電 壓 U Z是穩(wěn)定 性 較 高 的直 流 電 壓 。作 為 調(diào) 整 和比 較 的 標(biāo) 準(zhǔn)。調(diào)整環(huán)節(jié)：由工作于放大狀態(tài)的功率管T1構(gòu)成。其基極電流受放大環(huán)節(jié)控制，并由射極輸出直流電壓。第15頁/共23頁第十六頁，共23頁。RLUODZCR1UZR2R1R2U1R4R3T1T2Io串聯(lián)型穩(wěn)壓電源自動調(diào)節(jié)(tioji)電壓過程：Uo UBE2 IB2 IC2 U

12、CE2 Uo UCE1 IC1 IB1 UBE1 從調(diào)整(tiozhng)過程看，串聯(lián)型穩(wěn)壓電源是一種串聯(lián)電壓負(fù)反饋電路。第16頁/共23頁第十七頁，共23頁。用運(yùn)算放大器做比較放大環(huán)節(jié)(hunji)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源：RLUODZR1UZR2R1R2U1R3TIo+第17頁/共23頁第十八頁，共23頁。集成集成(j chn)穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路 穩(wěn)壓電源的應(yīng)用場合相當(dāng)廣泛，但分立件串聯(lián)型穩(wěn)壓電源及由運(yùn)放構(gòu)成的穩(wěn)壓電源結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，還要注意(zh y)加接保護(hù)電路。因此，單片集成穩(wěn)壓電源應(yīng)運(yùn)而生并且得到廣泛應(yīng)用。基本可以做到免調(diào)試，且體積小、可靠性高、使用靈活、價(jià)格低廉。一、簡單一、簡單(jindn

13、)的集成穩(wěn)壓電源的集成穩(wěn)壓電源RLUODZRFUZR2+UR+R1RLUODZRFUZR2+UR+R1ZFoURRU1ZFoURRU)1 (1第18頁/共23頁第十九頁，共23頁。二、單片集成二、單片集成(j chn)穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電源 目前最普遍應(yīng)用的單片穩(wěn)壓電源是W7800系列和W7900系列。其內(nèi)部電路是在串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路的基礎(chǔ)上構(gòu)成的。只有三個(gè)引出端：輸入端1、輸出端 2 和公共(gnggng)端 3 (俗稱三端集成穩(wěn)壓器)。1. 外形(wi xn)圖和主要參數(shù)123123W78159824型 號W7805 W7809 W7812 W7815Uo (V)591215UiMax(V)35UMin23Iom (A)2.2Ro ()0.030.15第19頁/共23頁第二十頁，共23頁。2. 典型應(yīng)用(yngyng)電路CiCoW7800123UiUo+CiCoW7900321UiUo+W7800系列為正電源輸出，典型應(yīng)用只需在輸入(shr)端和輸出端與地之間各并聯(lián)一個(gè)電容即可。前者抵消較長輸入(shr)線的電感效應(yīng)，防止產(chǎn)生自激振蕩。后者用于吸收負(fù)載突變所產(chǎn)生的電壓抖動雜波。W7900系列為負(fù)電壓輸出，除功能電極位置有差異外與W7800系列的應(yīng)用電路一致。第20頁/共23頁第二十一頁，共23頁。3. 正負(fù)電源(dinyun)的實(shí)用電路CCiCoW7815123+15V+