中職電工電子技術(shù)及應(yīng)用第九章 直流穩(wěn)壓電源教學(xué)課件

1、正版可修改PPT課件(中職）電工電子技術(shù)及應(yīng)用第九章 直流穩(wěn)壓電源教學(xué)課件第九章 直流穩(wěn)壓電源第一節(jié) 直流穩(wěn)壓電源的組成及整流電路第二節(jié) 直流穩(wěn)壓電路第三節(jié) 濾波電路第一節(jié) 直流穩(wěn)壓電源的組成及整流電路一、直流穩(wěn)壓電源的組成 直流穩(wěn)壓電源是將交流電變換成功率較小的直流電，輸出電壓不受電網(wǎng)、負(fù)載及溫度變化的影響，為各種精密電子儀表和家用電器正常工作提供能源保證。它們一般由變壓、整流、濾波和穩(wěn)壓電路等四部分組成，如圖9-1所示。 直流穩(wěn)壓電源的類型可分為并聯(lián)型、串聯(lián)型及開關(guān)型下一頁第一節(jié) 直流穩(wěn)壓電源的組成及整流電路二、整流電路 利用具有單向?qū)щ娦阅艿恼髟缍O管等，將交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動(dòng)直流

2、電的電路稱為整流電路。 1.單相半波整流電路 (1)工作原理 單相半波整流電路如圖9-2(a)所示。其中u1、u2分別表示變壓器的原邊和副邊交流電壓，RL為負(fù)載電阻。設(shè) ，其中U2為變壓器副邊電壓有效值。 在0時(shí)間內(nèi)，變壓器副邊電壓是上端為正、下端為負(fù)，二極管VD承受正向電壓而導(dǎo)通，此時(shí)有電流流過負(fù)載，并且和二極管上電流相等。 在2時(shí)間內(nèi)，變壓器副邊電壓是上端為負(fù)、下端為正，二極管VD承受反向電壓，此時(shí)二極管截止，負(fù)載上無電流流過，輸出電壓u0=0，此時(shí)u2電壓全部加在二極管VD上。電路波形如圖9-2 (b)所示下一頁上一頁第一節(jié) 直流穩(wěn)壓電源的組成及整流電路二、整流電路(2)單相半波整流電路

3、的指標(biāo) 單相半波整流不斷重復(fù)上述過程，則整流輸出電壓有取u0的平均值流經(jīng)二極管的電流等于負(fù)載電流下一頁上一頁第一節(jié) 直流穩(wěn)壓電源的組成及整流電路二、整流電路 2.單相橋式整流電路 單相橋式整流電路由變壓器和四個(gè)二極管組成，如圖9-3所示。由圖9-3 (a)可見，四個(gè)整流二極管VD1, VD2, VD3, VD4接成了電橋形式，故稱為橋式整流。在四個(gè)頂點(diǎn)中，相同極性接在一起的一對頂點(diǎn)接直流負(fù)載RL，不同極性接在一起的一對頂點(diǎn)接交流電源圖9-3 (b)是單相橋式整流電路的簡畫法 橋式整流電路中，由于每兩只二極管只導(dǎo)通半個(gè)周期，故流過每只二極管的平均電流僅為負(fù)載電流的一半。u2正負(fù)半周導(dǎo)通二極管流過

4、的電流及輸出電壓波形如圖9 -5所示下一頁上一頁第一節(jié) 直流穩(wěn)壓電源的組成及整流電路二、整流電路 2.單相橋式整流電路單相橋式整流電壓的平均值為流過負(fù)載電阻RL的電流平均值為流經(jīng)每個(gè)二極管的電流平均值為負(fù)載電流的一半，即下一頁上一頁第一節(jié) 直流穩(wěn)壓電源的組成及整流電路二、整流電路 2.單相橋式整流電路 每個(gè)二極管在截止時(shí)承受的最高反向電壓為u2的最大值，即 整流變壓器副邊電壓有效值為 整流變壓器副邊電流有效值為上一頁返 回第二節(jié) 直流穩(wěn)壓電路一、串聯(lián)型線性穩(wěn)壓電路1.電路組成 圖9-7 (a)所示直流穩(wěn)壓電路是由R1、RP和R2構(gòu)成的采樣環(huán)節(jié)，RZ和穩(wěn)壓管DZ構(gòu)成的基準(zhǔn)電壓，三極管VT2和R4

5、構(gòu)成的比較放大環(huán)節(jié)，以及三極管VT1構(gòu)成的調(diào)整環(huán)節(jié)等四部分組成。因?yàn)槿龢O管VT1與RL串聯(lián)，所以稱之為串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。串聯(lián)型穩(wěn)壓電源框圖如圖9-7 (b)所示。 取樣環(huán)節(jié) 基準(zhǔn)電壓 比較放大環(huán)節(jié) 調(diào)整環(huán)節(jié)下一頁第二節(jié) 直流穩(wěn)壓電路一、串聯(lián)型線性穩(wěn)壓電路2.電路工作原理 穩(wěn)壓過程表示如下: 當(dāng)輸入電壓Ui不變，負(fù)載RL增大時(shí)，引起輸出電壓U0有增長趨勢，則電路將產(chǎn)生下列調(diào)整過程:下一頁上一頁第二節(jié) 直流穩(wěn)壓電路二、并聯(lián)型穩(wěn)壓電路1.電路組成 并聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路如圖9-8所示。由于穩(wěn)壓管DZ和負(fù)載RL并聯(lián)，故稱并聯(lián)型穩(wěn)壓電路，R為限流電阻，DZ工作在反向擊穿區(qū)。由圖可知，U0=Ui-IR=UZ,，

6、輸出電壓U0就是穩(wěn)壓管兩端的電壓UZ下一頁上一頁第二節(jié) 直流穩(wěn)壓電路二、并聯(lián)型穩(wěn)壓電路2.工作原理 當(dāng)穩(wěn)壓電路的愉入電壓U1保持不變，負(fù)載電阻RL增大時(shí)，愉出電壓U0將升高，穩(wěn)壓管兩端的電壓UZ上升，電流IZ將迅速增大，流過R的電流IR也增大，導(dǎo)致R上的壓降UR上升，從而使輸出電壓U0下降。 當(dāng)負(fù)載電阻RL保持不變，電網(wǎng)電壓下降導(dǎo)致Ui下降時(shí)，輸出電壓U0也將隨之下降，但此時(shí)穩(wěn)壓管的電流IZ急劇減小，則在電阻R上的壓降減小，以此來補(bǔ)償U(kuò)i的下降，使輸出電壓基本保持不變。上一頁返 回第三節(jié) 濾波電路一、電容濾波電路 最簡單的電容濾波是在負(fù)載RL兩端并聯(lián)一只較大容量的電容器，如圖9-9 (a)所示

7、 單相橋式整流、電容濾波電路的輸出特性曲線如圖9-10所示。從圖中可見，電容濾波電路的輸出電壓在負(fù)載變化時(shí)波動(dòng)較大，說明它的帶負(fù)載能力較差 一般常用如下經(jīng)驗(yàn)公式估算電容濾波時(shí)的輸出電壓平均值 半波: 全波:下一頁第三節(jié) 濾波電路一、電容濾波電路 表9-1列舉負(fù)載電流與濾波電容的對應(yīng)關(guān)系。 單相半波整流、電容濾波電路中，二極管承受的反向電壓為uDR = uC+ u2，當(dāng)負(fù)載開路時(shí)，承受的反向電壓為最高，為下一頁上一頁第三節(jié) 濾波電路二、電感濾波電路 電感線圈L和負(fù)載RL的串聯(lián)電路，同樣具有濾波作用，電感濾波電路如圖9-11所示 電感濾波電路輸出的直流電壓與變壓器次級電壓的有效值U2之間的關(guān)系為 電感線圈的電感量愈大，負(fù)載電阻愈小，濾波效果愈好，因此，電感濾波器適用于負(fù)載電流較大的場合。其缺點(diǎn)是電感量大、體積大、成本高、笨重且存在電磁干擾。上一頁返 回圖9-1 直流穩(wěn)壓電源的組成返 回圖9-2 單相半波整流電路返 回圖9-3 單相橋式整流電路返 回圖9-5 橋式整流電路輸出波形圖返 回圖9-