文档介绍：第9章直流稳压电源
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直流稳压电源的组成一般包括:电源变压器,整流电路,滤波电路和稳压电路。
电源变压器:将交流电变成低压交流电;
整流电路:将变压器副边电压转换为直流电压;
滤波电路:过滤掉脉冲直流电中的交流成分,使输出直流电变得平稳,光滑、
稳压电路:减小直流电源输出电压的波动。
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工作原理:当输入交流电源的正半周时,二极管D1,D3导通,电流从变压器二次绕组的上端出发,流过D1和负载RL,再经过D3回到变压器二次绕组的下端;当输入交流电源的负半周时,二极管D2,D4导通,电流从变压器二次绕组的下端出发,流过D2和负载RL,再经过D4回到变压器二次绕组的上端。
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单相半波整流电路:当输入交流电源的正半周时,二极管外加正向电压,因而处于导通状态。电流从变压器二次绕组的上端出发,流过二极管和负载RL,回到变压器二次绕组的下端;当输入交流电源的负半周时,二极管外加反向电压,因而处于截止状态。
单相全波整流电路:工作时,次级线圈的两部分轮流工作,当交流电处于正半周时,与二极管D1相连的线圈D1向负载供电,此时D2截止;当交流电处于负半周时,与二极管D2相连的线圈通过D2向负载供电,此时D1截止;
单相桥式整流电路:当输入交流电源的正半周时,二极管D1,D3导通,电流从变压器二次绕组的上端出发,流过D1和负载RL,再经过D3回到变压器二次绕组的下端;当输入交流电源的负半周时,二极管D2,D4导通,电流从变压器二次绕组的下端出发,流过D2和负载RL,再经过D4回到变压器二次绕组的上端。
优缺点比较:半波整流电路的特点是结构简单,使用的元器件少,但由于电器只利用交流电的半个周期,显然效率低,而且脉冲系数大,提供的负载电流较小。
全波整流电路的优点是电源利用率高,输出电压提高了一倍,每个二极管仅提供输出电流的一半。但是,要求二极管耐电压要高,且需要一个具有中心抽头的电压器。
全波整流电路和桥式整流电路都具有输出电压电流电压高,脉动系数小等的优点,都是常用的整流电路。
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单相半波整流电路:
(1)Vo=V2m×1π≈×V2m=2πV2≈
(2)S=VolmVo=π2≈
(3)ID=Io=VoRL
(4)VRM=V2m=2V2
单相全波整流电路:
(1)Vo=V2m×2π≈×V2m=22πV2≈
(2)S=VolmVo=4V2m3π×π2V2m=23≈
(3)ID=Io2=Vo2RL
(4)VRM=2V2m
单相桥式整流电路:
(1)Vo=V2m×2π≈×V2m=22πV2≈
(2)S=VolmVo=4V2m3π×π2V2m=23≈
(3)ID=Io2=Vo2RL
(4)VRM=2V2m
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(1)一只二极管的正、负级接反时,交流电测负载电流较大,可能烧毁电压器线圈。
(2)二极管接线虚焊,会变成半波整流电路。
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(1)二极管D1开路:当交流输入电压为正半周时,负载电阻RL中无电流流过;当交流输入电压为负半周时,电流正常,此时电路等效为一个半波整流电路,电流输出电压会下降。
(2)二极管D1短路,则另一只二极管损坏,将变成半波整流,另半波电源短路,负载电阻RL中无电流通过。
(3)二极管D1极性接反:变成半波整流,则电路不起整流作用,负载中无电流通过。
(4)二极管D1,D2极性都接反:电路短路,可能烧毁变压器线圈或整流管。
(5)二极管D1开路,D2短路:会变成全波整流电路。
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直流中有交流成分,电容是有隔直通交的性能,所以在直流与地之间接电容,就可以将交流短路入地。电感对直流是通路,对一定频率的交流电有阻挡作用,所以在电源里串联电感是使交流不能传到后级,而被电容短路入地。
在负载电阻两端并联一个电容即可构成电容滤波电路。
在整流电路与负载电阻之间串联一个电感线圈L就构成电感滤波。
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空载时的情况:电容C两端的初始电压为零。接入交流电源后,当v2为正半周期时,通过D1,D3向电容器C充电;v2为负半周时,经D2,D4向电容C充电,充电时间常数为
τi=RiC
其中,Ri为整流电路包括变压器二次绕组的直流电阻和二极管D的等效电阻。一般由于Ri很小,所以充电很快,电容C迅速被充到交流电压的峰值V2m。此时二极管的电压始终小于等于零,故二极管均截止,电容C无放电回路,所以,输出电压Vo保持在V2m不变,输出为恒定的直流电压。
带负载时的情况:当t=0时电源接通,v2处于正半周,通过D1,D3一方面向负载RL提供电流,另一方面向电容C充电。接入负载时的充电时间常为
τ1‘=(RL//Ri)C≈RiC
由于