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1、4-1 整流电路 4-2 整流器件的选用 4-3 滤波电路 4-4 稳压电路 4-5 集成稳压器,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。,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。,一、 单相整流电路,1. 单相半波整流电路,+ uL ,iF,1） 整
2、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,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,2. 单相桥式整流电路,RL,iL,V4,V3,V2,V1,u2,u1,输入正半周,输入负半周,（1） 工作原理,iL,+ uL ,+ uL ,1） 输出电压平均值,2） 输出电流平均值,4） 二极管承受的最大反向电压,3） 通过二极管平均电流,简化画法,习惯画法,画出输出为负的直流电的单相桥式整流电路，及输入变压器二次侧u2波形和输出uL波形。,【课堂练习】,1.标出下图中RL的电压极性，并画出vL的波形。,【课堂练习】,桥式整流电路中的二极管
3、极性不允许接错，否则会造成二极管或变压器电流过大而损坏。,【应用提示】,2.下图所示桥式整流电路中，若出现以下问题，分析对电路正常工作的不良影响。 （1）二极管V1极性被反接； （2）二极管V2开路或脱焊； （3）二极管V3被击穿短路； （4）负载RL被短路。,【课堂练习】,补充知识,在日常生活中，我们接触的负载，如电灯、电视机、电冰箱、电风扇等家用电器及单相电动机，它们工作时都是用两根导线接到电路中，都属于单相负载。 每根相线（火线）与中性线(零线)间的电压叫相电压，相线间的电压叫线电压。因为三相交流电源的三个线圈产生的交流电压相位相差120，三个线圈作星形连接时，相电压等于线电压的根号3倍
4、。我国日常使用的电路中相电压是220V，线电压是380V（380=根号3220）。,补充知识,三相交流电是由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差120角的交流电路组成的电力系统。目前我国生产、配送的都是三相交流电。,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网的不平衡，故应采用三相整流电路。,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,uL=uV,在t3t4时间内,
5、W相电位最高，V3导通,uL=uW,（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,【例】,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。,2. 三相桥式整流电路,（1）电路组成和工作原理,三相桥式整流电路,由两组三相半波
6、整流电路（一个共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=uVU,uL=uWU,uL=uWV,T,一个周期出现六个波头,（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,【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
7、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,()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。,【课堂练习】,1.整流电路输出直流电压为20V，在下列情况下变压器二次侧电压各多少？每只整流二极管承受的最大
8、反向峰值电压各多少？ （1）单相半波整流 （2）单相桥式整流 （3）三相半波整流 （4）三相桥式整流,2.变压器二次侧交流电压为20V，在下列情况下输出直流电压各为多少？每只整流二极管承受的最大反向峰值电压各多少？ （1）单相半波整流 （2）单相桥式整流 （3）三相半波整流 （4）三相桥式整流,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。,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
9、，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标准进行命名，ZP系列型号的意义如下：,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。,4. 整流二极管的检测,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，管脚应保持在规定值以上。大功率整流二
10、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。,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,2. 硅整流堆的型号,目前对各种硅整流堆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,硅整
11、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。,4. 硅整流堆的检测,4. 硅整流堆的检测,5. 硅整流堆的使用,凡是整流组件在使用时，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。,【课堂练习】,【课堂练习】,【课堂练习】,【课堂练习】,【课堂练习】,【课堂练习】,【课堂练习】,【课堂练习】,【课堂练习】,【课堂练习】,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。,一、电容滤波,
12、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 充电,电容 放电,RL,V1,V4,V3,V2,iL,+uL= uc,+ u2 ,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。,【例】在单相桥式电容滤波整流中，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） 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
13、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） 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：,【课堂练习】,【课堂练习】,电感,电感器是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。电感器的结构类似于变压器，但只有一个绕组。电感器具有一定的电感，它只阻碍电流的变化。如果电感器在没有电流通过的状态下，电路接通时它将试图阻碍电流流过它；如果电感器在有电流通过的状态下，电路断开时它将试图维持电流不变。电感器又称扼流器、电抗器、动态电抗器。,二、 电感滤波,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
14、上,负载电流越大，电感量越大，滤波效果越好,三、复式滤波电路,1.LC-r型滤波电路,LC- 型滤波电路,RC- 型滤波电路,负载电流小时,R,C1、C2对交流容抗小,L 对交流感抗很大,2. 型滤波,课堂小结,电容滤波、LC-型滤波和RC-型滤波由于输入端均接有电容，故属于电容滤波电路。电容滤波电路的共同特点是：输出直流电压比较高，但流过整流管的冲击电流大；外特性较软，即当负载电流增大时，输出直流电压迅速下降。电容滤波电路适用于负载电流较小的场合。,电感滤波、LC-r型滤波电路的输入端均为电感，故属于电感滤波电路。电感滤波电路的共同特点是：流过整流管的电流比较平稳，不产生冲击电流；外特性较硬
15、，即当负载电流增大时，输出直流电压下降较小，但输出直流电压比较低。电感滤波电路适用于负载电流较大的场合。另外，LC-r滤波电路对负载电流变化的适应性比较强。,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：,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。,RC-型滤波电路,课堂练习,1、某单相半波整流电容电路，负载电阻RL为1K，若要求负载两端的电压为100V，试确定：（1）画出电路图；（2）所用二极管的参数；（3）所用电容器的容量和耐压值。,课堂练习,2、单相全波整流电路电容滤波电路如图所示，已知U1=220V，RL=10，并要求负载电压UL=12V。试计算：（1）负载电流IL；（2）变压器次级电压U2（U2=U2a=U2b）；（3）若D1管脱焊，UL和IL分别为多少？（4）若电容C脱焊，UL和IL分别为多少？；（5）若二极管D1和电容C同时脱焊，UL和IL分别为多少？（6）若变压器中心抽头脱焊，UL和IL分别为多少？,
