直流电源的组成 单相整流滤波电路

第 二 十 八 讲 直 流 电 源 的 组 成 单 相 整 流 滤 波 电 路二 、 单 相 整 流 电 路 一 、 直 流 电 源 的 组 成 及 各 部 分 的 作 用改 变 电 压 值通 常 为 降 压 交 流 变 脉动 的 直 流 减 小 脉 动 1) 负 载 变 化 输 出 电 压基 本 不 变 ；2) 电 网 电 压 变 化 输 出基 本 不 变 。 。 直 流 电 源 是 能 量 转 换 电 路 ， 将 220V（ 或 380V） 50H z的交 流 电 转 换 为 直 流 电 。半 波 整 流 全 波 整 流 在 分 析 电 源 电 路 时 要 特 别 考 虑 的 两 个 问 题 ： 允 许 电 网 电压 波 动 10 ， 且 负 载 有 一 定 的 变 化 范 围 。 二 、 单 相 整 流 电 路对 整 流 电 路 要 研 究 清 楚 以 下 问 题 ：1、 电 路 的 工 作 原 理 ： 二 极 管 工 作 状 态 、 波 形 分 析2、 输 出 电 压 和 输 出 电 流 的 平 均 值 ： 输 出 为 脉 动 的 直 流 电 压3、 整 流 二 极 管 的 选 择 ： 二 极 管 承 受 的 最 大 整 流 平 均 电 流 和最 高 反 向 工 作 电 压 为 分 析 问 题 简 单 起 见 ， 设 二 极 管 为 理 想 二 极 管 ， 变 压 器内 阻 为 0。整 流 二 极 管 的 伏 安 特 性 ： 实 际 特 性理 想 化 特 性正 向 导 通 电 压 为 0，正 向 电 阻 为 0。 1、 单 相 半 波 整 流 电 路（ 1） 工 作 原 理u 2的 正 半 周 ， D导 通 ， ADRLB， uO= u2 。 2u 2uu2的 负 半 周 ， D截 止 ， 承 受 反 向 电 压 ， 为 u2； uO=0。 （ 2） UO（ AV） 和 IL（ AV） 的 估 算 已 知 变 压 器 副 边 电 压 有 效 值 为 U2 ) (d sin221 2 0 O(AV) ttUU L 2LO(AV)L(AV) 45.0 RURUI L 2L(AV)D(AV) 45.0 RUII 2maxR 2UU 2R L 2F 21.1 45.01.1 UU RUI 22O(AV) 45.02 UUU 考 虑 到 电 网 电 压 波 动 范 围 为 10 ， 二 极 管 的 极 限 参 数 应 满足 ： （ 3） 二 极 管 的 选 择 2、 单 相 桥 式 整 流 电 路u 2的 正 半 周 AD1RLD3B， uO= u2u2的 负 半 周 B D2RLD4 A， uO= -u2四 只 管 子 如 何 接 ？ 集 成 的 桥 式 整 流 电路 称 为 整 流 堆 。（ 1） 工 作 原 理 uOu2OO若 接 反 了 呢 ？ （ 2） 估 算 ) (d sin21 0 2O(AV) ttUU L 2LO(AV)L(AV) 9.0RURUI 22O(AV) 9.022 UUU （ 3） 二 极 管 的 选 择 2maxR 2UU L 2L(AV)D(AV) 45.02 RUII 2R L 2F 21.1 45.01.1 UU RUI 考 虑 到 电 网 电 压 波 动 范 围 为 10 ， 二 极 管 的 极 限 参 数 应 满足 ： 三 、 滤 波 电 路（ 1） 工 作 原 理 非 常 小 。， 对 电 容 充 电 ，时 ， 有 一 对 二 极 管 导 通当 充 电 C2 uu 。放 电 ， 电 容 通 过时 ， 所 有 二 极 管 均 截 止当 放 电 CRRuu LLC2 1、 电 容 滤 波 电 路 充 电 放 电 速 度 与 正 弦波 下 降 速 度 相 似按 指 数 规 律 下 降滤 波 后 ， 输 出 电 压 平 均 值 增 大 ， 脉 动 变 小 。 （ 1） 工 作 原 理 ： 考 虑 变 压 器 和 整 流 电 路 的 内 阻 C 越 大 ， R L越 大 ， 放 电 将 越 大 ， 曲 线 越 平 滑 ， 脉 动 越 小 。内 阻 使 2O uu （ 2） 二 极 管 的 导 通 角导 通 角 的 峰 值脉 动放 电 DO(AV)L iURC 无 滤 波 电 容 时 。 有 滤 波 电 容 时 ，且 二 极 管 平 均 电 流 增 大 ，故 其 峰 值 很 大 ！小 到 一 定 程 度 ， 难 于 选 择 二 极 管 ！ 。时 ，当 2O(AV)L 2.12)53( UUTCR 。的 耐 压 值 应 大 于 221.1 UC 简 单 易 行 ， UO（ AV） 高 ， C足 够 大 时 交 流 分 量 较 小 ；不 适 于 大 电 流 负 载 。（ 3） 电 容 的 选 择 及 UO（ AV） 的 估 算 若 负 载 开 路UO（ AV） ？（ 4） 优 缺 点 2、 电 感 滤 波 电 路 当 回 路 电 流 减 小 时 ， 感 生 电 动 势 的 方 向 阻 止 电 流 的 减 小 ， 从 而增 大 二 极 管 的 导 通 角 。 电 感 对 直 流 分 量 的 电 抗 为 线 圈 电 阻 ， 对 交 流 分 量 的 感 抗 为 L。 2LLD(AV)LLO(AV) 9.0 URRRURRRU 直 流 分 量 ： dLd22L LO(AC) ) ( uLRuLR Ru 交 流 分 量 ： 交 流 分 量O(AV)L ULR适 于 大 电 流 负 载 ！ 3、 复 式 滤 波 电 路为 获 得 更 好 的 滤 波 效 果 ， 可 采 用 复 式 滤 波 电 路 。电 感 应 于 负 载 串 联 ， 电 容 应 与 负 载 并 联 。 4、 倍 压 整 流 电 路分 析 时 的 两 个 要 点 ： 设 负 载 开 路 ， 电 路 进 入 稳 态 。 22U 222 Uu2负 半 周 ， u2加 C1上 电 压 对 C2充 电 ： PD2C2A， 最 终u2正 半 周 C1充 电 ： AD1C1B， 最 终21 2UUC P 22 22 UUC 讨 论 一 已 知 变 压 器 副 边 电 压 有 效 值 为 10V， 电 容 足 够 大 ，判 断 下 列 情 况 下 输 出 电 压 平 均 值 UO（ AV） ？ 1、 正 常 工 作 ； 2、 C开 路 ； 3、 R L开 路 ； 4、 D1和 C同 时 开 路 。 讨 论 二 整 流 电 路 如 图 所 示 ， 分 别 求 解 下 列 两 种 情 况 下 输 出 电压 的 波 形 和 平 均 值 、 整 流 二 极 管 的 最 大 整 流 电 流 和 最 高反 向 工 作 电 压 。 1、 变 压 器 副 边 电 压 有 效 值 U21 U22 20V； 2、 U21 22V、 U22 22V。