【文章內(nèi)容簡介】 V RL=LI ? = ? =? 淮南師范學院電氣信息工程系 自動化專業(yè)電子課程設(shè)計報告 第 11 頁 單相 橋式整流電路 橋式整流電路是利用了二極管的單向?qū)щ娦?，將四個 二極管分為兩組，根據(jù)變壓器副邊電壓的極性分別導通，將變壓器副邊電壓的正極端與負載電阻的上端相連，負極端與負載電阻的下端相連，使負載上始終得到一個單向的脈動電壓，如圖 ： 圖 單相橋式整流 橋式整流電路的工作原理 由圖 ，電路中采用四個二極管，互相接成橋式結(jié)構(gòu)。利用二極管的電流導向作用，在交流輸入電壓 U2的正半周內(nèi)， a端電位高于 b端電位，二極管 D D3導通， D D4截止，在負載 R1上得到上正下負是輸出電壓；在負半周內(nèi)， b端電位高于 a端電位， 正好相反， D D3截止， DD4 導通，流過負載 R1 的電流方向與正半周一致。因此，利用變壓器的一個副邊繞組和四個二極管，使得在交流電源的正、負半周內(nèi)，整流電路的 負載上都有方向不變的脈動直流電壓和電流。 圖 橋式整流電路波形圖 淮南師范學院電氣信息工程系 自動化專業(yè)電子課程設(shè)計報告 第 12 頁 整流二極管參數(shù)計算 正向平均電流： IF≥ ID= IL= 0 .5 3 08 m A= 1 54 m A 最大反向電壓： URM≥ UR(max)= U2= 8= 電源變壓器容量 副邊電流有效值： I2=（ ～ 2） IL =（ ～ 2） 308mA=（ 462～ 616） mA 取 I2 為 500mA時，副邊容量： P2=U2 I2=8 =4 VA 變壓器效率 η T= 則原邊容量： P1= P2/η T=4/= VA 故平均容量為： P=（ P1+ P2） =（ +4） = VA 取 P=5 VA 濾波電路 濾波電路利用電抗元件對交、直流阻抗的不同 來對 整流輸出電壓中的紋波實現(xiàn)濾波。由于電抗元件在電路中有儲能作用，并聯(lián)的電容器 C 在電源供給的電壓升高時，能把部分能量儲存起來，而當電源電壓降壓時，就把電場能量釋放出來，時負載電壓比較平滑，即電抗元件具有平波的作用。常用結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖 濾波電路的基本形式 （ a） C形濾波電路 （ b）倒 L 形濾波電路 （ c）Π形濾波電路 1. 本設(shè)計 采用的是電容濾波電路。電容 C 對直流開路，對交流阻抗小，所以C 應該并聯(lián)在負載兩端。經(jīng)過濾波電 路后，既可以保留直流分量，又可以濾 淮南師范學院電氣信息工程系 自動化專業(yè)電子課程設(shè)計報告 第 13 頁 除一部分交流分量，改善了交直流成分是比例，減少電路的脈動系數(shù)，改善直流電壓的質(zhì)量。 圖 橋式整流、電容濾波電路 2. 電容濾波電路的工作原理 濾波電容容量大，一般采用電解電容，在接線時要注意電解電容的正、負極， 電容濾波電路利用電容的充、放電作用，使輸出電壓趨于平滑。 負載 RL 未接入 （開關(guān) S 斷開）時的情況：設(shè)電容器兩端初始電壓為零，接入交流電源 后，當 U2為正半周時， U2通過 D D3 向電容器 C 充電， U2 為負半周時，經(jīng) D D4向電容器 C充電，充電時間常數(shù)為： Τ c =RintC 式中 Rint 包括變壓器二次繞組的直流電阻和二極管 D 的正向電阻。由于 Rint一般很小，電容器很快就充電到交流電壓 U2的最大值 U2， 極性如圖。由于電容器無放電回路，故輸出電壓（即電容器 C兩端的電壓Uc）保持在 U2，輸出為一恒定的直流電壓，如圖 wt0 部分所示。 接入負載 RL（開關(guān) S合上）時的情況：設(shè)變壓器 二次電壓 U2 從 0開始上升（即正半周開始）時接入負載 RL，由于電容器在負載未接入前充了電，故剛接入負載時 U2 Uc , 二極管受反向電壓而截至，電容器經(jīng) RL放電，放電時間常數(shù)為 Τ d =RLC。因 Τ d一般較大，故電容器兩端電壓 U2按指數(shù)規(guī)律慢慢下降。其輸出電壓 Uo=Uc，如圖 ab 端所示。于此同時，交流電壓 U2 淮南師范學院電氣信息工程系 自動化專業(yè)電子課程設(shè)計報告 第 14 頁 按正弦規(guī)律上升。當 U2 大于 Uc 時，二極管 D D3 受正向電壓作用而導通，此時 U2 經(jīng)二極管 D D3一方面向負載 RL提供電流，另一方面向電容器 C 充電， Uc 升高將如圖 bc 段，圖中 bc 段的陰影部分為電路中的電流在整流電路內(nèi)阻 Rint上產(chǎn)生的壓降。 Uc 隨著交流電壓 U2升高到最大值 U2 的附近。然后， U2又按正弦規(guī)律下降。當 U2Uc 時，二極管受反向電壓而截至，電容 C又經(jīng)過 RL放電， Uc 下降， Uc 波形如圖 中的 cd 段。電容C 如此周而復使地進行充放電，負載上便得到如圖 所示的一個近似鋸齒波的電壓 Uo=Uc，使負載電壓的波動大小為減小。電路的電壓、電流和紋波電壓 Ur 波形如圖 。 圖 橋式 整流、電容濾波時的電壓、電流和紋波電壓的波形 淮南師范學院電氣信息工程系 自動化專業(yè)電子課程設(shè)計報告 第 15 頁 為了得到平滑的電壓，一般取 Τ d =RLC=（ 3～ 5） T， T 電源交流電壓的周期 ， 所以 C=[(3～ 5)T]/ RL=[(3～ 5)]（ 960～ 1603） uF 取 C=1000uF 電容的耐壓： Ucm= U2=12V 取 Ucm=25V，故電容參數(shù)為 C： 1000uF/25V 555 定時器 555定時器集模擬、數(shù)字與一體的中規(guī)模集成電路，其應用十分廣泛，不僅可作各種儀器、儀表、自動化裝置、各種民用電器的定時器、時間延時器等時間功能電路，也可構(gòu)成自激多諧振蕩器，脈沖調(diào)制電路，脈沖相位調(diào)諧電路及單穩(wěn)態(tài)、雙穩(wěn)態(tài)等各種電路 。 圖 555 定時器外形結(jié)構(gòu) 1． 電路結(jié)構(gòu) 555 定時器的內(nèi)部電路由分壓器、電壓比較器 C1 和 C2 、簡單 SR 鎖存器、放電三極管 T 以及緩沖器 G 組成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖 所示。 三個 5K? 的電阻串聯(lián)組成分壓器， 為比較器 C1 、 C2 提供參考電壓。當控制電壓端（ 5）懸空時（可對地接上 ），比較器 C1 和 C2 的基準電壓分別為 2/3VCC 和 VCC /3。 v1I 是比較器 C1