常見的整流電路半波課件

1、第19章直流穩(wěn)壓電源小功率直流穩(wěn)壓電源的組成功能：把交流電壓變成穩(wěn)定的大小合適 的直流電壓u4uou3u2u1交流電源負(fù)載變壓整流濾波穩(wěn)壓19.1 整流電路整流電路的作用: 將交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓。 常見的整流電路： 半波、全波、橋式和倍壓整流；單相和三相整流等。分析時(shí)可把二極管當(dāng)作理想元件處理： 二極管的正向?qū)娮铻榱?，反向電阻為無窮大。整流原理： 利用二極管的單向?qū)щ娦評DO19.1.1 單相半波整流電路2. 工作原理 u 正半周，VaVb，二極管D導(dǎo)通；3. 工作波形 u 負(fù)半周，VaVb，二極管 D1、 D3 導(dǎo)通， D2、 D4 截止 。3. 工作波形uD2uD41. 電路

2、結(jié)構(gòu)uouDttRLuiouo1234ab+ + 動(dòng)畫u例1：單相橋式整流電路，已知交流電網(wǎng)電壓為 220 V，負(fù)載電阻 RL = 50，負(fù)載電壓Uo=100V，試求變壓器的變比和容量，并選擇二極管。 I = 1.11 Io= 2 1.11 = 2. 2 A 變壓器副邊電流有效值變壓器容量 S = U I = 122 2.2 = 207. 8 V A變壓器副邊電壓 U 122 V 可選用二極管2CZ11C，其最大整流電流為1A，反向工作峰值電壓為300V。例2： 試分析圖示橋式整流電路中的二極管D2 或D4 斷開時(shí)負(fù)載電壓的波形。如果D2 或D4 接反，后果如何？如果D2 或D4因擊穿或燒壞而

3、短路，后果又如何？ uo+_u+_RLD2D4 D1D3解：當(dāng)D2或D4斷開后 電路為單相半波整流電路。正半周時(shí)，D1和D3導(dǎo)通，負(fù)載中有電流過，負(fù)載電壓uo=u；負(fù)半周時(shí)，D1和D3截止，負(fù)載中無電流通過，負(fù)載兩端無電壓， uo =0。 uo u 234twtw234oo 如果D2或D4接反 則正半周時(shí)，二極管D1、D4或D2、D3導(dǎo)通，電流經(jīng)D1、D4或D2、D3而造成電源短路，電流很大，因此變壓器及D1、D4或D2、D3將被燒壞。 如果D2或D4因擊穿燒壞而短路 則正半周時(shí)，情況與D2或D4接反類似，電源及D1或D3也將因電流過大而燒壞。uo+_u+_RLD2D4 D1 D319.2 濾

4、波器 交流電壓經(jīng)整流電路整流后輸出的是脈動(dòng)直流，其中既有直流成份又有交流成份。 濾波原理：濾波電路利用儲(chǔ)能元件電容兩端的電壓(或通過電感中的電流)不能突變的特性, 濾掉整流電路輸出電壓中的交流成份，保留其直流成份，達(dá)到平滑輸出電壓波形的目的。 方法：將電容與負(fù)載RL并聯(lián)(或?qū)㈦姼信c負(fù)載RL串聯(lián))。 19.2.1 電容濾波器 1. 電路結(jié)構(gòu)2. 工作原理 u uC時(shí)，二極管導(dǎo)通，電源在給負(fù)載RL供電的同時(shí)也給電容充電， uC 增加，uo= uC 。 u uC時(shí)，二極管截止，電容通過負(fù)載RL 放電，uC按指數(shù)規(guī)律下降， uo= uC 。+Cici +aDuoubRLio= uC 3. 工作波形二極

5、管承受的最高反向電壓為 。動(dòng)畫uoutOtO4. 電容濾波電路的特點(diǎn)(T 電源電壓的周期)(1) 輸出電壓的脈動(dòng)程度與平均值Uo與放電時(shí)間 常數(shù)RLC有關(guān)。 RLC 越大 電容器放電越慢 輸出電壓的平均值Uo 越大，波形越平滑。近似估算?。?Uo = 1. 2 U ( 橋式、全波） Uo = 1. 0 U （半波）當(dāng)負(fù)載RL 開路時(shí)，UO 為了得到比較平直的輸出電壓(2) 外特性曲線有電容濾波1.4U 無電容濾波0.45U UooIO 結(jié)論 采用電容濾波時(shí)，輸出電壓受負(fù)載變化影響較大，即帶負(fù)載能力較差。 因此電容濾波適合于要求輸出電壓較高、負(fù)載電流較小且負(fù)載變化較小的場合。(3) 流過二極管的

6、瞬時(shí)電流很大選管時(shí)一般?。?IOM =2 ID RLC 越大O 越高，IO 越大整流二極管導(dǎo)通時(shí)間越短 iD 的峰值電流越大。iDtuotOO例： 有一單相橋式整流濾波電路，已知交流電源頻率 f=50Hz，負(fù)載電阻 RL = 200，要求直流輸出電壓Uo=30V，選擇整流二極管及濾波電容器。流過二極管的電流二極管承受的最高反向電壓變壓器副邊電壓的有效值 uRLuo+C解：1. 選擇整流二極管可選用二極管2CP11IOM =100mA UDRM =50V 例： 有一單相橋式整流濾波電路，已知交流電源頻率 f=50Hz，負(fù)載電阻 RL = 200，要求直流輸出電壓Uo=30V，選擇整流二極管及濾波

7、電容器。取 RLC = 5 T/2已知RL = 50 uRLuo+C解：2. 選擇濾波電容器可選用C=250F，耐壓為50V的極性電容器19.2.2 電感電容濾波器1. 電路結(jié)構(gòu)L uRLuo+C2. 濾波原理 對直流分量: XL=0 ，L相當(dāng)于短路,電壓大部分降在RL上。對諧波分量: f 越高,XL越大,電壓大部分降在L上。因此,在負(fù)載上得到比較平滑的直流電壓。 當(dāng)流過電感的電流發(fā)生變化時(shí)，線圈中產(chǎn)生自感電勢阻礙電流的變化,使負(fù)載電流和電壓的脈動(dòng)減小。 LC濾波適合于電流較大、要求輸出電壓脈動(dòng)較小的場合，用于高頻時(shí)更為合適。19.2.3 形濾波器 形 LC 濾波器 濾波效果比LC濾波器更好，

8、但二極管的沖擊電流較大。 比 形 LC 濾波器的體積小、成本低。L uRLuo+C2+C1 形 RC 濾波器R uRLuo+C2+C1 R 愈大，C2愈大，濾波效果愈好。但R 大將使直流壓降增加，主要適用于負(fù)載電流較小而又要求輸出電壓脈動(dòng)很小的場合。N1N3C20.047FD2D3D4D12CZ12A4N2FU23A2000F/50V+C124VFU11A直流24V交流220V交直流收擴(kuò)兩用機(jī)電源19.3 直流穩(wěn)壓電源 穩(wěn)壓電路（穩(wěn)壓器）是為電路或負(fù)載提供穩(wěn)定的輸出電壓的一種電子設(shè)備。 穩(wěn)壓電路的輸出電壓大小基本上與電網(wǎng)電壓、負(fù)載及環(huán)境溫度的變化無關(guān)。理想的穩(wěn)壓器是輸出阻抗為零的恒壓源。實(shí)際上

9、，它是內(nèi)阻很小的電壓源。其內(nèi)阻越小，穩(wěn)壓性能越好。 穩(wěn)壓電路是整個(gè)電子系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，也可以是一個(gè)獨(dú)立的電子部件。19.3.1 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路2. 工作原理UO = UZ IR = IO + IZUIUZRL(IO) IR 設(shè)UI一定，負(fù)載RL變化UO 基本不變 IR (IRR) 基本不變 UO (UZ ) IZ1. 電路+UIRL+CIOUO+uIRRDZIz限流調(diào)壓穩(wěn)壓電路19.3.1 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路2. 工作原理UO = UZ IR = IO + IZUIUZUI UZ 設(shè)負(fù)載RL一定， UI 變化 UO 基本不變 IRR IZ IR 1. 電路+UIRL+CIOUO+uIRRDZI

10、z3. 參數(shù)的選擇(1) UZ = UO(2) IZM= (1.5 3) ICM(3) UI = (2 3) UO(4) 為保證穩(wěn)壓管安全工作為保證穩(wěn)壓管正常工作 適用于輸出電壓固定、輸出電流不大、且負(fù)載變動(dòng)不大的場合。19.3.2 恒壓源 由穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路和運(yùn)算放大器可組成恒壓源。UZRFR2R1+RL+UZRDZ+UUORFR2R1+RLRDZ+UZ+U反相輸入恒壓源同相輸入恒壓源改變 RF 即可調(diào)節(jié)恒壓源的輸出電壓。UiTR2UZRLUO+R3+UB+DZ+Uf+R119.3.3 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路1. 電路結(jié)構(gòu) 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路由基準(zhǔn)電壓、比較放大、取樣電路和調(diào)整元件四部分組成。調(diào)整元件比較放大基準(zhǔn)電壓取樣電路 當(dāng)