直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作(已修改)
2025-01-30 19:11 本頁(yè)面
【正文】 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 1. 小功率直流電源一般由交流電源 、 變壓器 、整流 、 濾波和穩(wěn)壓電路幾部分組成 ， 。在電路中 ， 變壓器將常規(guī)的交流電壓 （ 220V、 380V）變換成所需要的交流電壓；整流電路將交流電壓變換成單方向脈動(dòng)的直流電；濾波電路再將單方向脈動(dòng)的直流電中所含的大部分交流成分濾掉 ， 得到一個(gè)較平滑的直流電；穩(wěn)壓電路用來(lái)消除由于電網(wǎng)電壓波動(dòng) 、 負(fù)載改變對(duì)其產(chǎn)生的影響 ， 從而使輸出電壓穩(wěn)定 。 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 u 1變壓器u 2 整 電流 路u 3 濾 電波 路u 4 穩(wěn) 電壓 路U o圖 直流電源電路的組成框圖 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 演示電路如圖 ,在圖 (a)電路中 ,變壓器的初級(jí)接 220V交流電源 ,用示波器觀察 ab間的波形如圖 (a)所示 ,觀察 1~0間的波形如圖 (b)所示 ， 合上開關(guān) S,再用示波器觀察 1~0間的波形如圖 (c)所示 ,如果加上穩(wěn)壓部分 ,如圖 (b)所示 ,用示波器觀察 2~0間的波形如圖 (d)所示 。 通過(guò)各點(diǎn)波形的測(cè)量 ， 我們看到穩(wěn)壓電源是將交流電逐步改變成一個(gè)平滑的直流電 。 那么 ， 直流電源各部分電路是如何工作的呢 ？ 下面將分析其工作原理 。 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 ～ 2 20 V ～ 15 V＋abI N 4 0 01 4S1 00 0 ? FRL4 70 ?( a )C10 . 33 ? FW 7 80 9～ 2 20 V ～ 15 VCo0 . 1 ? F＋－Uo( b )10I N 4 0 01 420 圖 （ a）簡(jiǎn)易直流電源；（ b）直流電源 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 O ?? t( a )O ?? tu1( b )O ?? tUoO ?? tu2( c )( d ) 圖 各點(diǎn)電壓波形 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 1 2 直流穩(wěn)壓電路 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 一、 整流及濾波電路 電路組成及工作原理 圖 ， 它由整流變壓器 T、 整流二極管 V及負(fù)載 RL組成 。 單相半波整流電路及電壓 、 電流的波形如圖 ,即 )2(0)0(s i n2 2????????????tuttUuoo直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 ab－+u2＋－u1～＋ －uViVuo＋－RLTV 圖 單相半波整流電路 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 O ?? tu2O ?? tuoO ?? tiVO ?? tuVU22? ? ? ? ? ? ?圖 電流的波形 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 整流電路的主要技術(shù)指標(biāo) 1. 輸出電壓平均值 在圖 ， 負(fù)載上得到的整流電壓是單方向的 ， 但其大小是變化的 ， 是一個(gè)單向脈動(dòng)的電壓 ， 由此可求出其平均電壓值為 2220 2)(s i n221 UUttdUUo ??? ? ????? (7— 2) iV 由于流過(guò)負(fù)載的電流就等于流過(guò)二極管的電流 ， 所以 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 3. 二極管承受的最高反向電壓 URM 在二極管不導(dǎo)通期間，承受反壓的最大值就是變壓器次級(jí)電壓 u2的最大值，即 LLooV RURUIi ??? （ 7— 3） 22 UU RM ? （ 7— 4） iV 由于流過(guò)負(fù)載的電流就等于流過(guò)二極管的電流 ， 所以 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 S 脈動(dòng)系數(shù) S是衡量整流電路輸出電壓平滑程度的指標(biāo) 。 由于負(fù)載上得到的電壓 Uo是一個(gè)非正弦周期信號(hào) ， 可用付氏級(jí)數(shù)展開為 )c os3 2s i n211(2 2 ?????????? ttUU o ???? 脈動(dòng)系數(shù)的定義為最低次諧波的峰值與輸出電壓 平均值之比 ， 即 22222????UUUUSoo i M（ 7—5） (7— 6) 單相半波整流電路的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但輸出電壓的平均值低、脈動(dòng)系數(shù)大。 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 單相橋式整流電路 為了克服半波整流電路電源利用率低 ， 整流電壓脈動(dòng)程度大的缺點(diǎn) ， 常采用全波整流電路 ， 最常用形式是橋式整流電路 。 它由四個(gè)二極管接成電橋形式 ， 如右圖所示 。 b－+u2＋－～ u o＋－RLTV1V2V3V4( a )ai1i2直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 1. 在圖 （ a） 所示電路中 ， 當(dāng)變壓器次級(jí)電壓 u2為上正下負(fù)時(shí) ， 二極管 V1和 V3導(dǎo)通 ， V2和 V4截止 ， 電流 i1的通路為 a→V1→RL→V3→b， 這時(shí)負(fù)載電阻 RL上得到一個(gè)正弦半波電壓如圖 （ 0~π） 段所示 。 當(dāng)變壓器次級(jí)電壓 u2為上負(fù)下正時(shí) ， 二極管 V1和 V3反向截止 ， V2和 V4導(dǎo)通 ， 電流 i2的通路為 b→V2→RL→V4→a， 同樣 ，在負(fù)載電阻上得到一個(gè)正弦半波電壓 ， 如圖 （ π~2π） 段所示 。 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 圖 單相橋式整流電路組成 b－+u2＋－～uo＋－RLTV1V2V3V4( a )ai1i2直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 圖 單相橋式整流電路組成 TRLV1V2V4V3( b )直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 圖 單相橋式整流電路組成 T( c )直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 圖 單相橋式整流電路組成 T( d )直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與制作 O ?? tu2O ?? tuoO?? tiV?? tuV? ? ? ? ? ? ?( V V2)O圖 單相橋式整流電路 電壓與電流波
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