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1、第四章 直流稳压电源第四章 直流稳压电源 4-1 整流电电路 4-2 整流器件的选选用 4-3 滤滤波电电路 4-4 稳压电稳压电 路 4-5 集成稳压稳压 器 第四章 直流稳压电源第四章 直流稳压电源 直流稳压电源的方框图 电网 电压 电源 变压器 整流 电路 滤波 电路 稳压 电路 负 载 整流：将交流变为直流的过程。 滤波：将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。 稳压：使直流电源的输出电压稳定，消除由于电网电压波动、负载变 化等对输出电压的影响。 第四章 直流稳压电源第四章 直流稳压电源 4-1 整流电路 1.了解直流稳压电源的组成。 2.掌握单相桥式整流电路的组成及工作原理；会 进行简单
2、的计算，会选择管型。 3.了解三相整流电路的组成及工作原理；会进行 简单的计算，会选择管型。 第四章 直流稳压电源第四章 直流稳压电源 一、 单相整流电路 1. 单相半波整流电路 + uL RL u2 iF 1） 整流输出电压平均值 2） 二极管平均电流 3） 二极管最大反向电压 - u2 + u2 uD 第四章 直流稳压电源第四章 直流稳压电源 优点：结构简单，使用元件少 缺点：输出电压脉动小，电源利用率低 to 23 u2 to 23 uL to 23 iF=iL to 23 uD 单相半波整流电路的组成与工作原理 第四章 直流稳压电源第四章 直流稳压电源 2. 单相桥式整流电路 RL i
3、L V4 V3V2 V1 u2 u1 输入正半周输入正半周 输入负半周输入负半周 V3 RL V4 V2 V1 u1 u2 （1） 工作原理 iL + uL + uL to 23 u2 t o 23 uL to 23 iF=iL to 23 uD 1 第四章 直流稳压电源第四章 直流稳压电源 简化画法 + uL RL iL + u2 习惯画法 单相桥式整流电路的组成与工作原理 第四章 直流稳压电源 共阳极接法 t1t2t3t4 uL T 二、三相整流电路 1. 三相半波整流电路 （1）电路组成和工作原理 一个周期出现三个波头 自然换相点 当输出功率较大时， 若采用单相整流电路必然 会造成三相电
4、网的不平衡 ，故应采用三相整流电路 。 第四章 直流稳压电源 共阴极接法 二次相电压 有效值为 ，其表达式为： U相 V相 W相 在t1t2时间内U相电位最高，V1导通 uL=uU 在t2t3时间内V相电位最高，V2导通 V4 V5 V6 U V W NK RL + - T L1 L2 L3 + uL UV1 V2 V3 V W NK RL T L1 L2 L3 iL - uL=uV 在t3t4时间内W相电位最高，V3导通uL=uW 第四章 直流稳压电源 （2）有关计算公式 1） 整流输出电压平均值 2） 二极管平均电流 3） 二极管最大反向电压 第四章 直流稳压电源第四章 直流稳压电源 【例
5、】 某工厂需一台直流电源，要求输出电压为12V，输出电流为100A， 试计算用三相半波整流电路时，变压器二次相电压和整流二极管的 有关参数。 解: 变压器二次侧绕组的相电压 流过二极管的平均电流 整流二极管承受的最大反向电压 URm=2.45 U22.4510.325V 优点：电路简单 缺点：输出脉动性仍较大，变压器利用率较低，由于直流电流通过变压器 绕组，使变压器铁芯易发生直流磁化。 第四章 直流稳压电源第四章 直流稳压电源 2. 三相桥式整流电路 （1）电路组成和工作原理 RL U V1 V2V3 V W T L1 L2 L3 V4V5V6 三相桥式整流电路 由两组三相半波整流电路（一个共
6、阴极电路和一 个共阳极电路）串联而成 + - uL 在t1t2时间内U相电位最高， V相电位 最低，V1、V5导通uL=uUV 共阴极电路的自然换相点 共阳极电路的自然换相点 iL 在t2t3时间内U相电位最高， W相电位最 低，V1、V6导通 uL=uUW 在t3t4时间内V相电位最高， W相电位最 低，V2、V6导通 uL=uVW 其他依次类推 uL=uVUuL=uWU uL=uWV 第四章 直流稳压电源第四章 直流稳压电源 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 T 一个周期出现六个波头 第四章 直流稳压电源第四章 直流稳压电源 （2）有关计算公式 1） 整流输出电压平均值 2） 二极
7、管平均电流 3） 二极管最大反向电压 第四章 直流稳压电源第四章 直流稳压电源 【例】一直流电源，采用三相桥式整流电路，负载电压和电流分 别为60V和450A，整流二极管实际工作电流和反向工作电压 各为多少？ 解: 整流二极管的工作电流 整流二极管承受的最高反向工作电压 URm=2.45 U22.4525.662.72V 特点：变压利用率较高，输出电压脉动小，应用非常广泛。 变压器二次绕组的相电压 第四章 直流稳压电源第四章 直流稳压电源 ()尽管交流电压的大小和方向随时间不断变 化，但只要二极管正极的电位高于负极的电位，二 极管就导通，导通后流过负载的电流方向是不变的 ，负载上得到的是脉动的
8、直流电。 ()若需负的直流电源，电路形式同上，只需 把其中的二极管的两个管脚极性颠倒一下即可。 第四章 直流稳压电源第四章 直流稳压电源 4-2 整流器件的选用 1.了解整流二极管的外形、型号、主要参数及检 测方法。 2.了解硅整流堆的结构、外形、主要参数及检测 方法。 第四章 直流稳压电源第四章 直流稳压电源 一、整流二极管 1. 整流二极管的结构及外形 结构同普通二极管，一般采用硅材料制造，它的反向电 流很小，PN结的额定结温高，而且受温度影响小，PN结面积 较大，允许通过较大的电流，一般工作在频率为3KMz以下的 电路中。 2. 整流二极管的型号 2CZ、2DZ系列管子型号采用统一的国家
9、标准进行命名， ZP系列型号的意义如下： 第四章 直流稳压电源第四章 直流稳压电源 3. 整流二极管的主要参数 （1）反向工作峰值电压URWM 习惯称作“额定电压”或“最大反向电压”。一般规定 为二极管反向击穿电压的1/2。 （2）正向平均电流IF（AV） 习惯称作 “额定电流”或“最大整流电流”。指在规 定环境和标准散热条件下，允许连续通过的工频正弦半波 电流的平均值。 第四章 直流稳压电源第四章 直流稳压电源 4. 整流二极管的检测 第四章 直流稳压电源第四章 直流稳压电源 5. 整流二极管的使用 冷却方式： 自冷 风冷 水冷 一般塑料封装的小电流整流二极管，靠管脚来散 热，使用时，管脚应
10、保持在规定值以上。大功率整流 二极管需加相应的散热装置。 采用风冷或水冷的整流器件，起始工作时，必须按 先启动冷却装置，再启动整流装置；停止工作时，先 切断整流电路电源，再关闭冷却装置。 水冷的整流器件还应设有断水保护装置，以免停水时 整流器件温度过高而烧毁。 螺旋式 自冷 平板式 风冷 平板式 水冷 第四章 直流稳压电源第四章 直流稳压电源 二、硅整流堆 将硅整流器件按某种整流方式用绝缘瓷、环氧树 脂和外壳封装成一体，习惯上统称为硅堆。 硅整流堆 1. 硅整流堆的结构及外形 内部电气原理图 半桥 单相桥三相桥 第四章 直流稳压电源第四章 直流稳压电源 2. 硅整流堆的型号 目前对各种硅整流堆
11、尚无完全统一的命名标准，需参 考有关生产厂产品说明书。 大部分生产厂家按下述方法命名： 3. 硅整流堆的主要参数 （1）额定反向峰值电压 （2）正向平均整流电流 第四章 直流稳压电源第四章 直流稳压电源 硅整流堆管脚一般在外壳上都有标记，如 桥堆外壳上各引脚对应位置上标有“”“ ”“”。标记“”管脚表示接交流电源， “”为正极输出，“”为负极输出，这些 标记与电路图上标记是一致的。 第四章 直流稳压电源第四章 直流稳压电源 4. 硅整流堆的检测 第四章 直流稳压电源第四章 直流稳压电源 4. 硅整流堆的检测 第四章 直流稳压电源第四章 直流稳压电源 5. 硅整流堆的使用 凡是整流组件在使用时，
12、都不允许用户自 行拆开检查，当发现整流组件损坏时，一般 都要整组拆卸更换。 第四章 直流稳压电源第四章 直流稳压电源 4-3 滤波电路 1.了解滤波电路的结构。 2.理解电容滤波电路的工作原理。 3.掌握电容滤波电路的有关计算方法。 第四章 直流稳压电源第四章 直流稳压电源 一、电容滤波一、电容滤波 V导通时给C 充电， V截止时C 向RL放电； 1. 电路和工作原理 滤波后uL 的波形变得平缓，平均值提高。 电容电容 充电充电 电容电容 放电放电 RL V1V4 V3 V2 iL C + uL= uc + u2 电容滤波电路 第四章 直流稳压电源第四章 直流稳压电源 【例】在单相桥式电容滤波
13、整流中，若要求直流输出电压6V， 负载电 流为60mA，试选择合适的整流二极管及滤波电容。 解: （1 1） 选二极管选二极管 选二极管应满足:IFM （2 3） IF 可选: 2CZ82A（IF = 100mA， URM = 25V） 流过每只二极管的电流平均值: 每只二极管承受的最高反向电压： （2 2） 选滤波电容选滤波电容 可选： 200 F， 耐压50 V 的电解电容 电容的耐压： 因，IL=60mA 查表， 变压器副边电压： 第四章 直流稳压电源第四章 直流稳压电源 二、 电感滤波 RL L + u2 整流后的输出电压： 直流分量被电感L 短路 交流分量主要降在L 上 负载电流越大
14、，电感量越大，滤波效果越好 电感滤波电路的原理图 第四章 直流稳压电源第四章 直流稳压电源 三、复式滤波电路三、复式滤波电路 2. 型滤波 L C1 RL + u2 C2 C1、C2对交流容抗小 L 对交流感抗很大 负载电流小时 1.LC-型滤波电路 RL L + u2 C LC- 型滤波电路R 第四章 直流稳压电源第四章 直流稳压电源 四、电子滤波电路 RC-型滤波电路中，R越大，滤波效果越好， 但同时在R上产生的电压损失也越大。 当三极管工作在放大状态时，c与e间的直流电 阻RCE较小，而交流电阻rce却很大。 若用三极管代替电阻R，可解决电压损失与滤波 的矛盾。电子滤波电路 解决思路：
15、uo + - + - ui C2 C1 RL V RP 电子滤波电路 应用：整流电流不很大，但滤波效果 要求高的场合。 ui + + - - uo C1C2 RL R RC-型滤波电路 第四章 直流稳压电源第四章 直流稳压电源 滤波电容容量较大，一般用电解电容，应 注意电容的正极接高电位，负极接低电位，否 则易击穿而爆裂。电容器的耐压应大于它实际 工作时所能承受的最大电压。 第四章 直流稳压电源第四章 直流稳压电源 4-4 稳压电路 1.熟悉稳压二极管的工作特性、主要参数。 2.掌握简单稳压电路的组成、稳压原理及电路特 点。 3.掌握晶体管串联稳压电路的组成、稳压原理， 能计算输出电压的调节范
16、围。 第四章 直流稳压电源第四章 直流稳压电源 整流滤波 由于电网电压波动或负载变化，输出直流电压也随之会发生变化。 稳压 一、稳压二极管的工作特性和主要参数 1. 工作特性 uz（V） Iz(mA) 0 正向特性 反向特性 Uz A B Izmin Izmax 稳压原理：反向电流在很 大范围内变化时，其两端 电压却基本保持不变。 V 符号 第四章 直流稳压电源第四章 直流稳压电源 为什么普通二极管不允许工作在反向击穿区，而稳 压二极管却工作在该区？ 因为，稳压管是采用特殊工艺制造的硅二极管，它的 PN结可承受较大的反向电流和耗散功率，因此可以工作 在反向击穿区。 硅稳压管使用注意事项： （1）在使用时，稳压管应反接，即稳压管的负极接电源 的高电位，而正极应接电源的低电位。 （2）电源电压高于稳压管的稳压值时，才起稳压
