第6章整流电路和直流稳压电源

下一页返回上一页第6章整流电路和直流稳压电源6.2滤波电路6.3简单稳压电路6.1单相桥式整流电路下一页返回上一页第6章整流电路和直流稳压电源小功率直流稳压电源的组成功能：把交流电压变成稳定的大小合适的直流电压u4uou3u2u1交流电源负载变压整流滤波稳压下一页返回上一页6.1单相桥式整流电路整流电路的作用:将交流电压转变为脉动的直流电压。常见的整流电路：半波、全波和桥式整流分析时可把二极管当作理想元件处理：二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。整流原理：利用二极管的单向导电性下一页返回上一页tuDO6.1.1单相半波整流电路2.工作原理u2正半周，UaUb，二极管D导通；3.工作波形u2负半周，UaUb，二极管D截止。1.电路结构–++–aTrDuou2bRLio动画u2tOuoOt2U22U22U2下一页返回上一页4.参数计算(1)整流电压平均值Uo(2)整流电流平均值IoLLRURUI245.0oo(3)流过二极管电流平均值IDoDII(4)每管承受的最高反向电压UDRM2DRM2UU)td(tsinUππ2ο2212U0.45oU–++–aTrDuou2bRLiouoOt2U2tuDO2U2下一页返回上一页5.整流二极管的选择平均电流ID与最高反向电压UDRM是选择整流二极管的主要依据。选管时应满足：IOMID，URM22U–++–aTrDuou2bRLiouoOt2U2tuDO2U2下一页返回上一页6.1.2单相桥式整流电路2.工作原理u2正半周，UaUb，二极管D1、D3导通，D2、D4截止。3.工作波形uD2uD41.电路结构－uouDttRLu2iouo1234ab+–+–－动画u2t2U22U22U2下一页返回上一页6.1.2单相桥式整流电路2.工作原理u2负半周，UaUb，二极管D2、D4导通，D1、D3截止。•3.工作波形uD2uD41.电路结构－uouDttRLu2iouo1234ab+–+–－动画u2t2U22U22U2uD1uD3下一页返回上一页RLu2iouo1234ab+–+–uD2uD4uouDtt2U22U2uD1uD34.参数计算(1)整流电压平均值Uo(2)整流电流平均值Io)td(tsinUππ2ο212U0.9oULLRURUI29.0oo下一页返回上一页RLu2iouo1234ab+–+–uD2uD4uouDtt2U22U2uD1uD34.参数计算(3)流过每管电流平均值ID(4)每管承受的最高反向电压UDRM2oDII2DRM2UU(5)整流二极管的选择:同半波整流下一页返回上一页例2：试分析图示桥式整流电路中的二极管D2或D4断开时负载电压的波形。如果D2或D4接反，后果如何？如果D2或D4因击穿或烧坏而短路，后果又如何？uo+_~u2+_RLD2D4D1D3解：当D2或D4断开后电路为单相半波整流电路。正半周时，D1和D3导通，负载中有电流过，负载电压uo=u2；负半周时，D1和D3截止，负载中无电流通过，负载两端无电压，uo=0。tuouπ2π3π4πtπ2π3π4πoo下一页返回上一页如果D2或D4接反则正半周时，二极管D1、D4或D2、D3导通，电流经D1、D4或D2、D3而造成电源短路，电流很大，因此变压器及D1、D4或D2、D3将被烧坏。如果D2或D4因击穿烧坏而短路则正半周时，情况与D2或D4接反类似，电源及D1或D3也将因电流过大而烧坏。uo+_~u2+_RLD2D4D1D3下一页返回上一页6.2滤波电路小功率直流稳压电源的组成u4u3u2u1交流电源负载变压整流滤波稳压下一页返回上一页6.2.1电容滤波器1.电路结构2.工作原理u2uC时，二极管导通，电源在给负载RL供电的同时也给电容充电，uC增加，uo=uC。u2uC时，二极管截止，电容通过负载RL放电，uC按指数规律下降，uo=uC。=uC3.工作波形二极管承受的最高反向电压为。222UUDRM动画RLu2iouo1234ab+–+–+Ciciuo2U22U2u2tOtO下一页返回上一页4.电容滤波电路的特点(1)二极管的导通角减小。uo2U22U2u2tOtO下一页返回上一页25)(3LTCRτ一般取(T—电源电压的周期)(2)输出电压的脉动程度与平均值Uo与放电时间常数RLC有关。RLC越大电容器放电越慢输出电压的平均值Uo越大，波形越平滑。近似估算取：Uo=1.2U2(桥式、全波）Uo=1.0U2（半波）当负载RL开路时，UO22U为了得到比较平直的输出电压下一页返回上一页(3)外特性曲线有电容滤波1.4U2无电容滤波0.9U2UooIO结论采用电容滤波时，输出电压受负载变化影响较大，即带负载能力较差。因此电容滤波适合于要求输出电压较高、负载电流较小且负载变化较小的场合。下一页返回上一页6.3直流稳压电源小功率直流稳压电源的组成交流电源负载变压整流滤波稳压u4uou3u2u1下一页返回上一页6.3直流稳压电源稳压电路（稳压器）是为电路或负载提供稳定的输出电压的一种电子设备。稳压电路的输出电压大小基本上与电网电压、负载及环境温度的变化无关。理想的稳压器是输出阻抗为零的恒压源。实际上，它是内阻很小的电压源。其内阻越小，稳压性能越好。稳压电路是整个电子系统的一个组成部分，也可以是一个独立的电子部件。下一页返回上一页6.3.1稳压管稳压电路2.工作原理UO=UZIR=IO+IZUIUZRL(IO)IR设Uo'一定，负载RL变化UO基本不变IR(IRR)基本不变UO(UZ)IZ1.电路+–Uo'RL+CIOUO+–+–u2IRRDZIz限流电阻稳压电路下一页返回上一页6.3.1稳压管稳压电路2.工作原理UO=UZIR=IO+IZUIUZUo'UZ设负载RL一定，Uo'变化UO基本不变IRRIZIR1.电路+–Uo'RL+CIOUO+–+–uIRRDZIz下一页返回上一页ZMominO'omaxIIRUU3.参数的选择(1)UZ=UO(2)Uo'=(2~3)UO(3)RIIUUominZMOo'maxomaxZOoIIUU'min为保证稳压管安全工作ZomaxOoIIRUU'min为保证稳压管正常工作适用于输出电压固定、输出电流不大、且负载变动不大的场合。+–Uo'RL+CIOUO+–+–uIRRDZIz下一页返回上一页一、基本概念电流、电压、电动势、电位、参考点、电功率、电能、实际方向、参考方向（正方向）、电压源、电流源第一章总结二、基本定律1、欧姆定律（无源电路、有源电路）2、基尔霍夫定律（KCL、KVL）三、分析方法1、支路电流法（列KCL、KVL方程）2、节点电压法（支路多、节点少）3、叠加原理4、等效电源定理（戴维南、诺顿）下一页返回上一页例1：电路如图，已知U1=4V，U2=2V，R1=R2=2，R3=3，试用戴维南定理求电流I3。U1I1U2I2R2I3R3+–R1+–USR0+_R3abI3ab注意：“等效”是指对端口外等效即用等效电源替代原来的二端网络后，待求支路的电压、电流不变。有源二端网络等效电源下一页返回上一页解：(1)断开待求支路求等效电源的源电压US例1：电路如图，已知U1=4V，U2=2V，R1=R2=2，R3=3，试用戴维南定理求电流I3。U1I1U2I2R2I3R3+–R1+–abARRUUI5.022242121R2U1IU2+–R1+–ab+U0–US=U0=U2+IR2=2+0.52=3V或：US=U0=U1–IR1=4–0.52=3VI下一页返回上一页解：(2)求等效电源的内阻R0除去所有电源（理想电压源短路，理想电流源开路）U1I1U2I2R2I3R3+–R1+–abR2R1abR0从a、b两端看进去，R1和R2并联求内阻R0时，关键要弄清从a、b两端看进去时各电阻之间的串并联关系。121210RRRRR，所以例1：电路如图，已知U1=4V，U2=2V，R1=R2=2，R3=3，试用戴维南定理求电流I3。下一页返回上一页解：(3)画出等效电路求电流I3U1I1U2I2R2I3R3+–R1+–abARRUIS75.0313303例1：电路如图，已知U1=4V，U2=2V，R1=R2=2，R3=3，试用戴维南定理求电流I3。USR0+_R3abI3下一页返回上一页，，3621RR一、电路如图所示，已知求：（1）用戴维南定理求；3I（2）A点电位；（3）恒压源SU和恒流源SI的功率，判断它们是电源还是负载，并说明原因。。，，，AIVURRSS391243ISR3UsR1AR2R4+-I3下一页返回上一页，，，，12364321RRRR一、已知求：（1）用戴维南定理求；3I。，AIVUSS39ISR3UsR1AR2R4+-I3解：R3Us0AR0+-I3313636//4210RRRRVRIRRRUUSSS313366942110ARRUIS6.02333003下一页返回上一页一、已知求：（2）A点电位；。，AIVUSS39ISR3UsR1AR2R4+-I3，，，，12364321RRRR4I解：VRIRIUA8.416.326.04433AIIIS6.336.034下一页返回上一页，，3621RR一、电路如图所示，已知求：（3）恒压源SU和恒流源SI的功率，判断它们是电源还是负载，并说明原因。。，，，AIVURRSS391243ISR3UsR1AR2R4+-I34I2I1I31312IRUIIIAA4.16.068.4WUIPSUS6.1294.12WRIIUIPSISISS8.1016.3344解：下一页返回上一页二:电路如右图所示,已知求：（1）用戴维南定理求（2）A点电位；（3）恒流源的功率，判断它是电源还是负载。,1105AIVURSS，，SI；IISRRRUs+-IA解：50RVUS150AI5.1VUA5.2WPSI5.2