第7章直流电源ppt课件.ppt
第七章 直流电源,第一节 整流电路,第二节 滤波电路,第三节 稳压电路,第四节 开关稳压电路,第五节 可控硅整流电路,第七章 直流电源,第七章 直流电源,直流电源的组成,第七章 直流电源,第一节 整流电路,一、单相半波整流电路,三、单相桥式整流电路,二、整流电路的主要参数,四、三相桥式整流电路,五、倍压整流电路,第七章 直流电源,整流（rectifier）：是利用二极管的单向导电性， 把交流电转换成脉动直流电的过程。,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,常见的整流电路： 半波、全波、桥式、三相桥式和倍压整流。,第一节 整流电路,第七章 直流电源,工作原理,一、单相半波整流电路,电路,波形,正半周时，二极管导通,负半周时，二极管截止,第七章 直流电源,二、整流电路的主要参数,第七章 直流电源,工作原理,三、单相桥式整流电路,电路,波形,正半周，二极管D1、D3导通,负半周，二极管D2、D4导通,第七章 直流电源,桥式整流电路参数,2. 整流电流平均值 Io,3.脉动系数S,4.二极管最大反向峰值电压 URM,1.输出直流电压,第七章 直流电源,2.工作原理,四、三相桥式整流电路,1. 电路,3.波形,t1t2，D1、D4导通，aD1 D4b,t2t3，D1、D6导通，aD1 D6c,第七章 直流电源,4.三相整流电路主要参数,（1）输出直流电压,（2） 整流电流平均值 Io,（3） 脉动率： 三相整流后直流电压的脉动程度。,（4）二极管最大反向峰值电压 URM,第七章 直流电源,2.工作原理,五、倍压整流电路,1.电路,3.电路特点：适用于高电压、小电流（大负载电阻）的负载。,电流通路 aC1D1b,新“电源”（UC1+u2）给C2充电构成了二倍压整流电路。,第二节 滤波电路,一、电容滤波电路,二、电感滤波电路,三、型滤波电路,第七章 直流电源,第七章 直流电源,滤波 (filter) ：滤掉整流电路输出电压中的交流成分,滤波原理：利用电容存储电量和电感对交流电阻抗小的特性。,常见的滤波电路：电容滤波电路、电感滤波电路和型滤波电路,整流电路输出的是脉动直流，其中有直流成分,又有交流成分，滤波电路就是滤掉交流成分。,第七章 直流电源,2.工作原理,一、电容滤波 (capacitor filter)电路,1. 电路,上升阶段:电源给负载 供电，同时又给电容器C充电，形成om段波形。,第七章 直流电源,下降阶段：在m点之后，电压下降，在n点之后，二极管承受反向电压而截止，电容对负载电阻放电， 按放电曲线nh下降，直到 的下一个半周 电源电压大于电容电压时，二极管导通，电容器再次被充电。,3.电路的特点 (1) 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。,估算取( 桥式、全波） Uo = 1. 2 U （半波） Uo = 1. 0 U,(2) 外特性曲线变差,(3) 流过二极管的 瞬时电流变大,第七章 直流电源,第七章 直流电源,2.工作原理,二、电感滤波电路,1. 电感滤波 (inductance filter)电路,直流分量: XL=0电感相当于短路,电压大部分降在RL上。交流分量: f 越高,XL越大,电压大部分降在电感上。在负载上得到比较平滑的直流电压。,第七章 直流电源,三、 形滤波器,LC-、RC-型滤波电路较常见,1. LC-滤波电路,2.工作原理,直流分量，感抗XL0，可视为短路全部加在了负载电阻两端。,交流分量，电容的容抗很小，使交流成分通过C2构成了回路降在了电感上。,四、稳压电路的主要性能指标,三、集成稳压器,二、串联型稳压电路,一、稳压管稳压电路,第三节 稳压电路,第七章 直流电源,第七章 直流电源,稳压电路(regulation circuit)提供稳定的输出电压。,波动因素： 电网电压的波动，会使输出电压发生变化。 负载电流变化时，在直流电源内阻上产生压降也会使输出电压发生变化。,第七章 直流电源,2.工作原理,一、稳压管稳压电路(zener voltage regulator),1.电路, （UZ）IZIRUR,UR（IZ ）R,(1)设负载RL一定， UI 升高情况的稳压过程,第七章 直流电源,3.电路特点 稳压管的电流调节作用和限流电 阻的电压调节作用。 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。,(2)如果输入电压UI不变，当负载电流增大时稳压过程,（UZ）IZIRUR,第七章 直流电源,2.工作原理,二、串联型稳压电路(series voltage regulator),1.电路,第七章 直流电源,2.分类,三、集成稳压器(integrated regulation circuit ),1.特点,单片集成稳压电源，具有体积小,可靠性高,使用灵活,价格低廉等优点。 最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端,故称之为三端集成稳压器。,第七章 直流电源,3.外形,4.应用电路,第七章 直流电源,1.稳压系数Su,四、稳压电源的主要性能指标,当负载电阻不变时，输出直流电压相 对变化量与输入电压相对变化量之比,2.输出电阻,电网电压不变时，输出电压变化量与输出电流变化量之比。,二、电路组成及工作原理,一、开关型稳压电路的特点,第四节 开关型稳压电路,第七章 直流电源,效率高，一般可达65%70%，功耗低、体积小、重量轻。,一、开关型稳压电路的特点,电路：,第七章 直流电源,三、工作原理,当 时，T导通，电源通过调整管T向负载供电和给电容C充电，同时电感L储存能量。二极管D承受反向电压而截止。,当 时，为低电平，T截止，电感中储存的能量通过D向负载RL释放，使负载在调整管截止时仍然有电流通过，因此称二极管D为续流二极管。,第七章 直流电源,正常工作状态时 UF=UREF 放大器B的输出只与三角波发生器产生的三角波有关，即放大器B的输出脉冲电压的占空比q=50%；,二、工作原理,UI的增加使输出电压增加时， 放大器A输出负电压 , T的导通时间变短了,输出电压下降。,第五节 可控硅整流电路,二、单结晶体管及触发电路,一、可控硅的结构与导通条件,三、单相桥式可控整流电路,第七章 直流电源,第七章 直流电源,2.导通条件,1.结构,可控硅 (thyristor) 也称晶闸管,一、可控硅的结构与导通条件,四层半导体材料组成，形成三个PN结,阳极和阴极之间加正向电压UAK。 控制极和阴极之间加正向触发电压UG。,第七章 直流电源,可控硅导通后，控制极便失去作用，依靠正反馈仍可维持导通状态。,3. 关断的条件：,必须使可控硅阳极电流减小,直到正反馈效应不能维持。 将阳极电源断开或者在可控硅的阳极和阴极间加反相电压。,第七章 直流电源,导通时电流IA的大小由可控硅所在回路的电阻和电源电压决定。,转折电压 、正向平均电流、触发电流、管压降。,4. 伏安特性,第七章 直流电源,二、单结晶体管及触发电路,单结晶体管(unijunction transistor),1.单结晶体管的结构,第七章 直流电源,2单结晶体管的伏安特性曲线,突变点P称峰点，对应P点的电压UE称峰点电压UP、电流IE称峰点电流IP。,曲线中的最低点V称谷点，对应的电压和电流分别称谷点电压UV和谷点电流IV。,截止区、负阻区、饱和区,第七章 直流电源,3单结晶体管振荡电路,接通电源后，经电阻R1和RP充电，电容电压uC逐渐升高。,当uC UP时,单结管导通, 电容C经R3放电,R3上得到一脉冲电压。,第七章 直流电源,三、单相桥式可控整流电路,正半周时，T1和二极管D2承受正向电压。如果在t时，触发脉冲送到可控硅T1和T2的控制极，可控硅T1满足导通条件将由截止变为导通。电流经T1、RL和D2构成回路。,负半周时，T2和D1承受正向电压，如果在t=+时，触发脉冲送到可控硅T1和T2控制极，可控硅T2将由截止变为导通，电流经T2、RL和D1构成回路。,第七章 直流电源,输出电压的平均值,电路特点,输出电流的平均值,触发电路与主电路同步,梯形波,改变输出电压,
