单相桥式整流电路学习教案

会计学1单相桥式整流单相桥式整流(zhngli)电路电路第一页，共49页。第1页/共48页第二页，共49页。功能功能(gngnng)：把交流电压变成稳定的大小合适：把交流电压变成稳定的大小合适 的直流的直流电压电压u4uou3u2u1第2页/共48页第三页，共49页。 二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。利用二极管的单向导电性利用二极管的单向导电性第3页/共48页第四页，共49页。t uDO u 负半周，负半周，VaVb，二极二极管管 1、3 导通，导通，2、4 截止截止 。uouD t tuD1uD3 ut U2U2U2 第8页/共48页第九页，共49页。LLRURUI9 . 0oo o21DII UU2DRM o11. 1 d) sin(2122mIttII ) d( sin21ttU U0.9 oU第9页/共48页第十页，共49页。 (1) 输出直流电压输出直流电压(diny)高；高； (2) 脉动较小；脉动较小； (3) 二极管承受的最大反向电压二极管承受的最大反向电压(diny)较低较低； (4) 电源变压器得到充分利用。电源变压器得到充分利用。 目前，半导体器件厂已将整流二极管封目前，半导体器件厂已将整流二极管封装在一起，制成单相及三相整流桥模块，装在一起，制成单相及三相整流桥模块，这些模块只有输入交流和输出直流引线。这些模块只有输入交流和输出直流引线。减少接线，提高了可靠性，使用起来减少接线，提高了可靠性，使用起来(q li)非常方便。非常方便。第10页/共48页第十一页，共49页。V 1119 . 01009 . 0o UU A122121oD IIV 17212222DRM UU A250110Loo RUI 考虑到变压器副绕组及二极管上的压降，变压器副考虑到变压器副绕组及二极管上的压降，变压器副边电压一般应高出边电压一般应高出 5%10%，即取，即取 U = 1.1 111 122 V第11页/共48页第十二页，共49页。例例1：单相桥式整流电路，已知交流电网电压为：单相桥式整流电路，已知交流电网电压为 220 V，负载电阻，负载电阻 RL = 50，负载电压，负载电压Uo=100V，试求变压器的变比和容量试求变压器的变比和容量(rngling)，并选择二极管，并选择二极管。81122220 .K 变比变比 I = 1.11 Io= 2 1.11 = 2. 2 A 变压器副边电压变压器副边电压 U 122 V A1D IV 172DRM U 可选用二极管可选用二极管2CZ11C，其最大整流电流为，其最大整流电流为1A，反，反向工作峰值电压为向工作峰值电压为300V。第12页/共48页第十三页，共49页。uo+_u+_RLD2D4 D1D3 uo u 234tt234oo第13页/共48页第十四页，共49页。 如果如果D2D2或或D4D4接反接反 则正半周时，二极管则正半周时，二极管D1D1、D4D4或或D2D2、D3D3导通，电流经导通，电流经D1D1、D4D4或或D2D2、D3D3而造成电源而造成电源(dinyun)(dinyun)短路，电流很大，因此短路，电流很大，因此变压器及变压器及D1D1、D4D4或或D2D2、D3D3将被烧坏。将被烧坏。 如果如果D2D2或或D4D4因击穿烧坏而短路因击穿烧坏而短路 则正半周时，情况则正半周时，情况(qngkung)(qngkung)与与D2D2或或D4D4接反类似，电源接反类似，电源及及D1D1或或D3D3也将因电流过大而烧坏。也将因电流过大而烧坏。uo+_u+_RLD2D4 D1 D3第14页/共48页第十五页，共49页。 D1RLuoD6 D3D5D4D2io Cbau+ o 三相变压器原绕组接成三角三相变压器原绕组接成三角形，副绕组接成星形形，副绕组接成星形共阳极组共阳极组共阴极组共阴极组第15页/共48页第十六页，共49页。 在在 t1 t2 期间共阴极组中期间共阴极组中a点电位点电位(din wi)最高，最高，D1 导通；共阳极组中导通；共阳极组中b点电位点电位(din wi)最低，最低，D4 导通。导通。 D1RLuoD6 D3D5D4D2io Cbau+ o负载负载(fzi)电压电压变压器副边电压变压器副边电压uouaubuC2 t uoott1t2t3t4t5t6t7t8t9第16页/共48页第十七页，共49页。 在在 t2 t3 期间期间共阴极共阴极(ynj)组中组中a点电位最高，点电位最高，D1 导通；导通； 共阳极组中共阳极组中c点电位最低，点电位最低，D6 导通。导通。 D1RLuoD6 D3D5D4D2io Cbau+ o负载负载(fzi)电压电压变压器副边电压变压器副边电压uouaubuC2 t t1t2t3t4t5t6t7t8t9uoto第17页/共48页第十八页，共49页。 在在 t3 t4 期间期间共阴极共阴极(ynj)组中组中b点电位最高，点电位最高，D3 导导通；通； 共阳极组中共阳极组中c点电位最低，点电位最低，D6 导通。导通。 D1RLuoD6 D3D5D4D2io Cbau+ o负载负载(fzi)电压电压变压器副边电压变压器副边电压uouaubuC2 t t1t2t3t4t5t6t7t8t9uoto第18页/共48页第十九页，共49页。 在在 t4 t5 期间期间共阴极共阴极(ynj)组中组中b点电位最高，点电位最高，D3 导通导通； 共阳极组中共阳极组中a点电位最低，点电位最低，D2 导通。导通。 D1RLuoD6 D3D5D4D2io Cbau+ o负载负载(fzi)电压电压变压器副边电压变压器副边电压uouaubuC2 t t1t2t3t4t5t6t7t8t9uoto第19页/共48页第二十页，共49页。t1t2t3t4t5t6t7t8t9uoto D1RLuoD6 D3D5D4D2io cbau+ o变压器副边电压变压器副边电压(diny)负载电压负载电压uouaubuC2 t 第20页/共48页第二十一页，共49页。LL34. 2oRURUI o31DII UU23DRM ) )d(30 sin(231ab26ttU UU2.34 第21页/共48页第二十二页，共49页。 交流电压经整流电路整流后输出交流电压经整流电路整流后输出(shch)(shch)的是脉动直流的是脉动直流，其中既有直流成份又有交流成份。，其中既有直流成份又有交流成份。 滤波原理：滤波电路利用储能元件电容两端的电压滤波原理：滤波电路利用储能元件电容两端的电压( (或或通过电感中的电流通过电感中的电流) )不能突变的特性不能突变的特性, , 滤掉整流电路输出滤掉整流电路输出(shch)(shch)电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出输出(shch)(shch)电压波形的目的。电压波形的目的。 方法：将电容与负载方法：将电容与负载RLRL并联并联( (或将电感与负载或将电感与负载RLRL串联串联) )。第22页/共48页第二十三页，共49页。 u uC时，二极管导通，电源在给负载时，二极管导通，电源在给负载RL供电供电(n din)的同时也给电容充电，的同时也给电容充电， uC 增加，增加，uo= uC 。 CC+Cici +aDuoubRLio= uC 二极管承受的最高反向电压为二极管承受的最高反向电压为 。UU22DRM uoU2U2u tO tO第23页/共48页第二十四页，共49页。25)(3LTCR 一般取一般取(1) (1) 输出电压的脉动程度输出电压的脉动程度(chngd)(chngd)与平均值与平均值UoUo与放与放电时间电时间 常数常数RLCRLC有关。有关。 近似估算取：近似估算取： Uo = 1. 2 U ( 桥式、全波）桥式、全波） Uo = 1. 0 U （半波）半波）U2 为了得到比较平直的输出电压为了得到比较平直的输出电压第24页/共48页第二十五页，共49页。有电容有电容(dinrng)滤波滤波 无电容滤波无电容滤波0 UooIO 结论结论(jiln) 因此电容滤波适合于要求输出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电压较高、负载电流较小且负载变化较小的场合。变化较小的场合。 RLC 越大越大O 越高，越高，IO 越大越大整流二极管导通时间越短整流二极管导通时间越短 iD 的峰值电流越大。的峰值电流越大。uoU2 tOiD tO第25页/共48页第二十六页，共49页。 有一单相有一单相(dn xin)桥式整流滤波电路，已知交流桥式整流滤波电路，已知交流电源频率电源频率 f=50Hz，负载电阻，负载电阻 RL = 200，要求直流输，要求直流输出电压出电压Uo=30V，选择整流二极管及滤波电容器。，选择整流二极管及滤波电容器。V 352522DRM UU A075020030212121LOOD.RUII uRLuo+C解：解：25V1.230 21O .UU可选用二极管可选用二极管2CP11IOM =100mA URWM =50V 第26页/共48页第二十七页，共49页。 例：有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频例：有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频率率 f=50Hz，负载电阻，负载电阻 RL = 200，要求，要求(yoqi)直流直流输出电压输出电压Uo=30V，选择整流二极管及滤波电容器。，选择整流二极管及滤波电容器。取取 RLC = 5 T/2已知已知RL = 200 S 05. 025015L CR uRLuo+C解：解：2. 选择选择(xunz)滤波电容器滤波电容器F250F102502000.05 0506L R.C可选用可选用(xunyng)C=250F，耐压为，耐压为50V的极的极性电容器性电容器第27页/共48页第二十八页，共49页。L uRLuo+C 第28页/共48页第二十九页，共49页。 滤波效果滤波效果(xiogu)比比LC滤波器更好，但滤波器更好，但二极管的冲击电二极管的冲击电流较大。流较大。 比比 形形 LC 滤滤波器的体积小、波器的体积小、成本低。成本低。L uRLuo+C2+C1R uRLu+C2+C1 R 愈大，愈大，C2愈大，滤波效果愈好。但愈大，滤波效果愈好。但R 大将使直大将使直流压降增加，主要适用于负载流压降增加，主要适用于负载(fzi)电流较小而又要电流较小而又要求输出电压脉动很小的场合。求输出电压脉动很小的场合。第29页/共48页第三十页，共49页。交直流收扩两用机电源交直流收扩两用机电源(dinyun)N1N3C20.047 FD2D3D4D12CZ12A4N2FU23A2000 F/50V+C124VFU11A直流直流24V交流交流220V 如图电源输出电压为如图电源输出电压为24V, 电流为。变压器副绕组电流为。变压器副绕组(roz)N3 的电压约为的电压约为20V, C2起抑制高频干扰作用；副绕组起抑制高频干扰作用；副绕组(roz)N2的电压为，供照明指示灯用。直流的电压为，供照明指示灯用。直流 24V电池的极性可任意接入。电池的极性可任意接入。第30页/共48页第三十一页，共49页。第31页/共48页第三十二页，共49页。UO = UZ IR = IO + IZUIUZRL (IO ) IR 设设UI一定一定(ydng)，负载，负载RL变变化化UO 基本不变基本不变 IR (IRR) 基本不变基本不变 UO (UZ ) IZ +UIRL+CIOUO+uIRRDZIz限流调压限流调压稳压电路稳压电路第32页/共48页第三十三页，共49页。UO = UZ IR = IO + IZUIUZUI UZ UO 基本不变基本不变 IRR IZ IR +UIRL+CIOUO+uIRRDZIz第33页/共48页第三十四页，共49页。ZMOOIMmin IIRUU (1) UZ = UO(2) IZM= (1.5 3) IOM(3) UI = (2 3) UO(4) RIIUU ominZMOIM OMZOImin IIUU ZIIRUU OMOImin第34页/共48页第三十五页，共49页。 由稳压管稳压电路由稳压管稳压电路(dinl)和运算放大器可组成恒压源。和运算放大器可组成恒压源。UORFR2R1+ RL+UZRDZ+UUORFR2R1+ +RLRDZ+UZ+U反相输入反相输入(shr)恒压源恒压源同相输入同相输入(shr)恒压源恒压源ZFO1URRU ZFO)(11URRU 改变改变 RF 即可调节恒压源的输出电压。即可调节恒压源的输出电压。第35页/共48页第三十六页，共49页。UiTR2UZRLUO +R3+UB+DZ+Uf+R11R 1R 串联型稳压电路由基准串联型稳压电路由基准(jzhn)(jzhn)电压、比较放大、取电压、比较放大、取样电路和调整元件四部分组成。样电路和调整元件四部分组成。调整调整元件元件比较比较放大放大基准基准电压电压取样取样电路电路第36页/共48页第三十七页，共49页。 当由于电源电压当由于电源电压(diny)(diny)或负载电阻的变化使输或负载电阻的变化使输出电压出电压(diny)UO (diny)UO 升高时，有如下稳压过程：升高时，有如下稳压过程：UCC=ICRC+UCEUCC=ICRC+UCEO2121fURRRRUU ZUU )(fZuoBUUAU UO Uf UB UO IC UCE 由于引入的是串联电压负反馈，故称串联型稳压电路由于引入的是串联电压负反馈，故称串联型稳压电路。UITR2UZRLUO +R3+UB+DZ+Uf+R11R 1R 第37页/共48页第三十八页，共49页。OB1Z21(1)UURURR 输出输出(shch)(shch)电电压压(UzUf)(UzUf)UiTR2UZRLUO +R3+UB+DZ+Uf+R11R 1R 第38页/共48页第三十九页，共49页。单片集成稳压电源，具有体积小单片集成稳压电源，具有体积小, ,可靠性高可靠性高, ,使用使用灵活灵活(ln hu),(ln hu),价格低廉等优点。价格低廉等优点。最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端出端, ,故称之为三端集成稳压器。故称之为三端集成稳压器。两位数字为输出电压值两位数字为输出电压值三三端端稳稳压压器器输出固定电压输出固定电压输出正电压输出正电压78XX 输出负电压输出负电压79XX （1. 25 37 V 连续可调）连续可调）第39页/共48页第四十页，共49页。W7800系列系列(xli)稳压器外形稳压器外形1输入端输入端3 公共端公共端2 输出端输出端W7900系列系列(xli)稳压器外形稳压器外形1 公共端公共端3输入端输入端2 输出端输出端第40页/共48页第四十一页，共49页。第41页/共48页第四十二页，共49页。 (1) 电压电压(diny)调整率调整率SU(稳压系数稳压系数) 反映当负载电流和环境温度不变时，电网电压反映当负载电流和环境温度不变时，电网电压(diny)波波动对稳压电路的影响。动对稳压电路的影响。0 0 o 100oo TIIU% UUUS (2) 电流调整率电流调整率SI 反映当输入电压和环境温度不变时，输出电流变化反映当输入电压和环境温度不变时，输出电流变化(binhu)时输出电压保持稳定的能力，即稳压电路的带负载时输出电压保持稳定的能力，即稳压电路的带负载能力。能力。00ooI %100 I T UUUS 0.0050.02% 0.11.0%第42页/共48页第四十三页，共49页。(3) 输出输出(shch)电压电压 UO (6) 最大输入最大输入(shr)电压电压 UiM (7) 最大功耗最大功耗(n ho) PM OMOIMM)(IUUP (4) 最大输出电流最大输出电流 IOM (5) 最小输入、输出电压差最小输入、输出电压差 (Ui -UO ) min 第43页/共48页第四十四页，共49页。输出输出(shch)为固定正电压时的接法如图所示。为固定正电压时的接法如图所示。COW7805CiUi+_+_UO123 0.11 F1 F第44页/共48页第四十五页，共49页。23220V 24V+C 24V+CW7815Ci+15V123CiW79151COCO 15V1 F1 F0.33 F0.33 F1000 F1000 F第45页/共48页第四十六页，共49页。COW78XXCiUI+_+_UO123UXXUZRDZ+_+_IO= I2 + IC 当当 IO较小时，较小时，UR较小，较小，T截止截止 ，IC=0。COW78XXCiUI+_+_UO123RURICI2IOT+ R 可由功率管可由功率管 T的的UBE和稳压器的和稳压器的IOM确定确定, 即即R UBE /IOM 。第46页/共48页第四十七页，共49页。)V1(25112ORR.U 流过调整端电流流过调整端电流(dinli) 100 A，在要求不高，在要求不高的场合它在的场合它在R2上的压降可以忽略上的压降可以忽略COCW117CiUi+_+_UO321 AdjR1R2240 1F0.1F第47页/共48页第四十八页，共49页。NoImage内容(nirng)总结会计学。第1页/共48页。功能：把交流电压变成稳定的大小合适 的直流电压。第2页/共48页。半波、全波、桥式和倍压整流。二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。第3页/共48页。半波整流电路的优点：结构简单，使用的元件少。缺点：只利用了电源的半个周期，所以电源利用率。低，输出的直流成分比较低。目前，半导体器件厂已将整流二极管封装在一起，制成单相及三相整流桥模块，这些模块只有(zhyu)输入交流和输出直流引线。0.1F第四十九页，共49页。