中北大学模电-直流电源PPT课件

第11章直流电源,11.1概述,11.2整流电路,小结,11.3滤波电路,11.4稳压电路,11.5三端稳压电路,11.6开关稳压电路,11.1概述,交流电源,负载,组成框图,220V,单向脉动电压,合适的交流电压,滤波,稳压,11.2整流电路,11.2.1基本概念,11.2.2单相半波整流电路,11.2.3单相桥式整流电路,11.2.4倍压整流电路,11.2.1基本概念,整流电路的任务是利用二极管的单向导电性把正、负交变的电压变成单方向脉动的直流电压。,整流电路有单相整流，属于小功率整流（通常指由单相交流电源供电，功率在一千瓦以内），其中包括半波整流、全波整流、桥式整流、倍压整流等。另外还有三相整流（属于大功率整流）及多相整流（属于大功率整流）。,11.2.2单相半波整流电路,1、电路原理,2、主要参数,1）、输出电压平均值,2）、输出电流平均值,3）、脉动系数,3、二极管极限参数选择,1）、最大整流平均电流,2）、最高反向工作电压,【例11-1】在单向半波整流电路中，已知变压器副边电压有效值=30V，负载电阻=100，试问:1、负载电阻上的电压平均值和电流平均值各为多少?2、电网电压波动范围是10%，二极管承受的最大反向电压和流过的最大电流平均值各为多少?,解：,1、负载电阻上电压平均值,0.45=0.4530V=13.5V,流过负载电阻的电流平均值,2、二极管承受的最大反向电压,二极管流过的最大平均电流,11.2.3、单相桥式整流电路,输入正半周,1.工作原理,输入负半周,+uo,动画演示,波形,t,O,t,O,t,O,t,O,2,3,2,3,Im,2,2,3,3,uO,u2,uD,iD=iO,2.参数估算,1)整流输出电压平均值,2)整流输出电流平均值,3)脉动系数,1）最大整流平均电流,2)最高反向工作电压,3.二极管极限参数选择,4.简化画法,5.整流桥,把四只二极管封装在一起称为整流桥,【例11-3】某电子装置要求电压值为15V的直流电源，已知负载电阻等于100，试问：1、如果选用单相桥式整流电路，则变压器副边电压应为多大？整流二极管的正向平均电流最大反向峰值电压等于多少？输出电压的脉动系数S等于多少？2、如果改用单相半波整流电路，则，和S各是多少？,解：,1、由电路条件可知：,根据给定条件，可得输出直流电流为：,由公式可得,此时脉动系数为：,2、如改用单相半波整流电路，则,利用桥式整流电路实现正、负电源,三相整流电路及其波形,11.2.4、倍压整流电路,1二倍压整流电路,2多倍压整流电路,11.3滤波电路,11.3.1电容滤波,11.3.2其他滤波电路,11.3.1电容滤波电路,1.电路和工作原理,V导通时给C充电，V截止时C向RL放电；,滤波后uo的波形变得平缓，平均值提高。,电容充电,电容放电,2.波形及主要参数,当RL=时：,当RL为有限值时：,通常取,RC越大UO越大,RL=,为获得良好滤波效果，一般取：,(T为输入交流电压的周期),UO=1.2U2,（1）输出电压平均值,（2）整流二极管的导通角,加滤波电容后，只有当电容充电时，二极管才导通，因此，每只二极管的导通角都小于180o。而且，RC的值愈大，滤波效果愈好，导通角将愈小。,二极管的导通角U,（4）输出电压可调稳压电路,W78,C1,C2,+UI,+U,+UO,R1,R2,R3,R4,8,(虚短),可产生小于U的输出电压UO,（5）恒流源电路,1,2,+UI=10V,W7805,3,+UO,R,RL,IQ,IO,0.1F,0.33F,10,一、典型产品型号命名,CW117/217/317系列(正电源),CW137/237/337系列(负电源),工作温度,CW117(137)-55150C,CW217(237)-25150C,CW317(337)0125C,11.5.2可调式三端稳压器,基准电压,1.25V,输出电流,L型输出电流100mA,M型输出电流500mA,二、CW117内部结构和基本应用电路,内部结构,外形引脚,50A,基本应用电路,V1防止输入端短路时C4反向放电损坏稳压器,V2防止输出端短路时C2通过调整端放电损坏稳压器,UREF=1.25V,使UREF很稳定,120,IREF50A,2.2k,R1=UREF/IQ=125,静态电流IQ(约10mA)从输出端流出，RL开路时流过R1,R2=02.2k时，,UO=1.2524V,11.6开关稳压电路,引言,11.6.1串联开关型稳压电路,11.6.2并联开关型稳压电路,引言,线性稳压电路的缺点：,调整管管耗大电源效率低(40%60%),改进思路：,使调整管,截止(电流小),饱和(管压降小),开关稳压电路的优点：,效率高(80%90%),体积小、重量轻,稳压范围宽,开关稳压电路的缺点：,电路复杂,对电网要求不高,对电子设备干扰较大,输出电压含较大纹波,调整管,取样电路,开关调整管控制,组成框图,滤波,频率固定的三角波,误差放大,续流,11.6.1串联开关型稳压电路,工作波形,脉宽调制式(PWM),=DUI,占空比,稳压原理,占空比,D=50%,当uF=UREF，,uA=0，,UO为预定标称值,+UI,+Uo,RL,V1,R1,R2,L,C,+,UREF,uF,uB,控制电路,V2,高电平,低电平,截止,截止,11.6.2并联开关型稳压电路,小结,第11章,一、整流滤波电