直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作-文庫吧
2025-01-03 19:11 本頁面
【正文】 形 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 （ 1） 輸出電壓平均值 Uo。 由以上分析可知 ， 橋式整流電路的整流電壓平均值 Uo比半波整流時(shí)增加一倍 ， 即 22 UUU o ???（ 7— 7） （ 2）直流電流 Io。橋式整流電路通過負(fù)載電阻的直 LLoo RURUI ?? （ 7— 8） 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 （ 3） 二極管的平均電流 iV。 因?yàn)槊績蓚€(gè)二極管串聯(lián)輪換導(dǎo)通半個(gè)周期 ， 因此 ， 每個(gè)二極管中流過的平均電流只有負(fù)載電流的一半 ， LooV RUIi 21 ?? （ 7— 9） （ 4） 二極管承受的最高反向電壓 URM。 由圖 （ a）可以看出 ， 當(dāng) V1和 V3導(dǎo)通時(shí) ， 如果忽略二極管正向壓降 ，此時(shí) ， V2和 V4的陰極接近于 a點(diǎn) ， 陽極接近于 b點(diǎn) ， 二極管由于承受反壓而截止 ， 其最高反壓為 u2的峰值 ， 即 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 (5)脈動(dòng)系數(shù) S。 全波橋式整流輸出電壓 uo的付氏級(jí)數(shù)展開式為 22324)4c o s1542c o s342(2222???????????????????UUUUStUUooiMo（ 7— 10） 即 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 由以上分析可知 ， 單相橋式整流電路 ， 在變壓器次級(jí)電壓相同的情況下 ， 輸出電壓平均值高 、 脈動(dòng)系數(shù)小 ， 管子承受的反向電壓和半波整流電路一樣 。 雖然二極管用了四只 ， 但小功率二極管體積小 ， 價(jià)格低廉 ， 因此全波橋式整流電路得到了廣泛的應(yīng)用 。 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 濾波電路 整流輸出的電壓是一個(gè)單方向脈動(dòng)電壓 ， 雖然是直流 ， 但脈動(dòng)較大 ， 在有些設(shè)備中不能適應(yīng) （ 如電鍍和蓄電池充電等設(shè)備 ） 。 為了改善電壓的脈動(dòng)程度 ，需在整流后再加入濾波電路 。 常用的濾波電路有電容濾波 、 電感濾波和復(fù)式濾波等 。 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 圖 ， 由于電容兩端電壓不能突變 ， 因而負(fù)載兩端的電壓也不會(huì)突變 ， 使輸出電壓得以平滑 ， 達(dá)到濾波目的 。 。濾波過程及波形如圖 。 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 Tu1u2＋－i充＋CUCRLi放＋－uoVio圖 單相半波整流電容濾波電路 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 u1u2RLuo～L Io 圖 電容濾波原理及輸出波形 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 在 u2的正半周時(shí) ， 二極管 V導(dǎo)通 ， 忽略二極管正向壓降 ， 則 uo=u2， 這個(gè)電壓一方面給電容充電 ， 一方面產(chǎn)生負(fù)載電流 Io， 電容 C上的電壓與 u2同步增長 ， 當(dāng) u2達(dá)到峰值后 ， 開始下降 ， UC＞ u2， 二極管截止 ， 如圖 A點(diǎn) 。之后 ， 電容 C以指數(shù)規(guī)律經(jīng) RL放電 ， UC下降 。 當(dāng)放電到 B點(diǎn)時(shí) ， u2經(jīng)負(fù)半周后又開始上升 ， 當(dāng) u2＞ UC時(shí) ， 電容再次被充電到峰值 。 UC降到 C點(diǎn)以后 ， 電容 C再次經(jīng) RL放電 ，通過這種周期性充放電 ， 以達(dá)到濾波效果 。 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 由于電容的不斷充放電 ， 使得輸出電壓的脈動(dòng)性減小 ， 而且輸出電壓的平均值有所提高 。 輸出電壓平均值 Uo的大小 ， 顯然與 RL、 C的大小有關(guān) ， RL愈大 ， C愈大 ， 電容放電愈慢 ， Uo愈高 。 在極限情況下 ， 當(dāng)RL=∞時(shí) ， Uo=UC= U2， 不再放電 。 當(dāng) RL很小時(shí) ， C放電很快 ， 甚至與 u2同步下降 ， 則 Uo=， RL、 C對(duì)輸出電壓的影響如圖 。 可見電容濾波電路適用于負(fù)載較小的場(chǎng)合 。 當(dāng)滿足 RLC≥（ 3~5） T/2時(shí) ，則輸出電壓的平均值為 2全波）半波）((22UUUUoo?? （ 7— 12） （ 7— 11） 其中 T為交流電源電壓的周期。 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 (1)濾波電容容量較大 ， 一般用電解電容 ， 應(yīng)注意電容的正極性接高電位 ， 負(fù)極性接低電位 。 如果接反則容易擊穿 、 爆裂 。 （ 2） 開始時(shí) ， 電容 C上的電壓為零 ， 通電后電源經(jīng)整流二極管給 C充電 。 通電瞬間二極管流過短路電流 ，稱浪涌電流 。 一般是正常工作電流 Io的 （ 5~7） 倍 ， 所以選二極管參數(shù)時(shí) ， 正向平均電流的參數(shù)應(yīng)選大一些 。 同時(shí)在整流電路的輸出端應(yīng)串一個(gè)阻值約為 （ ~）R的電阻 ， 以保護(hù)整流二極管 。 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 （ 1） 電感濾波電路 。 由于通過電感的電流不能突變 ， 用一個(gè)大電感與負(fù)載串聯(lián) ,流過負(fù)載的電流也就不能突變 ， 電流平滑 ， 輸出電壓的波形也就平穩(wěn)了 。 其實(shí)質(zhì)是因?yàn)殡姼袑?duì)交流呈現(xiàn)很大的阻抗 ， 頻率愈高 ， 感抗越大 ， 則交流成分絕大部分降到了電感上 ,若忽略導(dǎo)線電阻 ，電感對(duì)直流沒有壓降 ， 即直流均落在負(fù)載上 ， 達(dá)到了濾波目的 。 電感濾波電路如圖 。 在這種電路中 ，輸出電壓的交流成分是整流電路輸出電壓的交流成分經(jīng)XL和 RL分壓的結(jié)果 ， 只有 ωLRL時(shí) ， 濾波效果才好 。 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 u1u2RLuo～L Io圖 帶電感濾波器的橋式整流電路圖 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 （ 2） 輸出電壓平均值 Uo。 一般小于全波整流電路輸出電壓的平均值 ， 如果忽略電感線圈的銅阻 ， 則 Uo≈。雖然電感濾波電路對(duì)整流二極管沒有電流沖擊 ， 但為了使L值大 ， 多用鐵芯電感 ， 但體積大 、 笨重 ， 且輸出電壓的平均值 Uo較低 。 （ 3） 復(fù)式濾波電路 。 為了進(jìn)一步減小輸出電壓的脈動(dòng)程度 ， 可以用電容和鐵芯電感組成各種形式的復(fù)式濾波電路 。 電感型 LC濾波電路如圖 。 整流輸出電壓中的交流成分絕大部分降落在電感上 ， 電容 C又對(duì)交流接近于短路 ， 故輸出電壓中交流成分很少 ， 幾乎是一個(gè)平滑 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 u1u2RLuo～L＋C圖 橋式整流電感型 LC濾波電路 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 的直流電壓 。 由于整流后先經(jīng)電感 L濾波 ， 總特性與電感濾波電路相近 ， 故稱為電感型 LC濾波電路 ， 若將電容 C平移到電感 L之前 ， 則為電容型 LC濾波電路 。 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作
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