【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 壓 URM： UR URM =SQR（2）U2 全波整流電路 （1）電路圖：如圖 9 所示，二極管 D1,D2 分別在 V2 的正、負(fù)半周導(dǎo)通，在 RL 上得到 如圖所示電壓波形。 厚 德 勵(lì) 志 篤 學(xué) 精 藝 － 12 － 電子信息工程技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) （2）電路特點(diǎn)：是輸出電壓波動(dòng)小，變壓需中心抽頭，繞制復(fù)雜，成本高，笨重。 （3）工作原理：在 U2 正半周：D1 導(dǎo)通、D2 管截止，負(fù)載中有電流流過(guò)； 在 U2 負(fù)半周：D1 截止、D2 管導(dǎo)通，負(fù)載中有電流流過(guò)。 圖9 仿真三：?jiǎn)蜗嗳ㄕ麟娐? 要求：二極管（理想）2 只 仿真電路： 厚 德 勵(lì) 志 篤 學(xué) 精 藝 － 13 － 電子信息工程技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) （4）參數(shù)計(jì)算 ①輸出的直流電壓值為： ②流過(guò)負(fù)載平均電流： IDO= UO /RL=③流過(guò)整流二極管的平均電流： IF= IDO =④整流二極管的最大反向電壓： UDR=2SQR（2）U2 ⑤二極管的選擇： （1）D 管的最大整流電流 IF 必須大于實(shí)際流過(guò)二極管的平均電流 IDO： 厚 德 勵(lì) 志 篤 學(xué) 精 藝 － 14 － 電子信息工程技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) IF IDO =ULO/RL= U2/RL （2） 管的最大反向工作電壓 UR 必須大于二極管實(shí)際所承受的最大反向峰值 D 電壓 URM： UR URM =2SQR（2）U2 橋式整流電路 （1）電路圖：如圖 10 所示，二極管 D D2 、D D4 四只二極管接成電橋的形式， 名稱由此而來(lái)。 圖 10 （2）工作原理：在 V2 的正半周， D D3 導(dǎo)通， D D4 截止， 通過(guò) D D3 給 RL 提供電流，方向由上向下（圖中虛線)； 在 V2 的負(fù)半周， D D4 導(dǎo)通， D D3 截止，通過(guò) D D4 給 RL 提供電流，方 向仍然是由上向下（圖中虛線）由此得到圖示的整流波形。 厚 德 勵(lì) 志 篤 學(xué) 精 藝 － 15 － 電子信息工程技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) （3）波形圖 仿真四：橋式整流電路 要求：整流橋（理想）1 只。 仿真電路： （4）參數(shù)計(jì)算 ①輸出的直流電壓值為： 厚 德 勵(lì) 志 篤 學(xué) 精 藝 － 16 － 電子信息工程技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) ②流過(guò)負(fù)載平均電流： IDO= UO /RL=③流過(guò)整流二極管的平均電流： IF= IDO =④整流二極管的最大反向電壓： UDR=SQR（2）U2 ⑤二極管的選擇： （1）D 管的最大整流電流 IF 必須大于實(shí)際流過(guò)二極管的平均電流 IDO： IF IDO =ULO/RL= U2/RL （2） 管的最大反向工作電壓 UR 必須大于二極管實(shí)際所承受的最大反向峰值 D 電壓 URM： UR URM =SQR（2）U2 綜合考慮，本設(shè)計(jì)選擇橋式整流電路較為合適。 濾波電路 作用：對(duì)整流電路輸出的脈動(dòng)直流進(jìn)行平滑，使之成為含交變成份很小的直流電壓。 說(shuō)明：濾波電路實(shí)際上是一個(gè)低通濾波器，截止頻率低于整流輸出電壓的基波頻率。 厚 德 勵(lì) 志 篤 學(xué) 精 藝 － 17 － 電子信息工程技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 電路形式：電容濾波、電感濾波、 L 型濾波電路、π型濾波電路。 電容濾波電路 盡管整流后的電壓為直流電壓，但波動(dòng)較大，仍然不能直接作為電源使用，還 需進(jìn)一步濾波，將其中的交流成份濾掉。濾波通常是采用電容或電感的能量存儲(chǔ)作用 來(lái)實(shí)現(xiàn)的常用的濾波電路有電容濾波、電感濾波、倒 L 型濾波、型濾波等幾種。在 小功率整流濾波電路中，電容濾波是最常用的一種，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效果較好。 ①電路組成： Ⅰ橋式整流、電容濾波電路如圖 11 所示: 圖 11 Ⅱ電容濾波的原理： 電容是一個(gè)能儲(chǔ)存電荷的元件。有了電荷，兩極板之間就有電壓 UC=Q/C。在電容 量不變時(shí)，要改變兩端電壓就必須改變兩端電荷，而電荷改變的速度，取決于充放電 時(shí)間常數(shù)。時(shí)間常數(shù)越大，電荷改變得越慢，則電壓變化也越慢，即交流分量越小， 也就“濾除”了交流分量。 ②工作原理： 厚 德 勵(lì) 志 篤 學(xué) 精 藝 － 18 － 電子信息工程技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) Ⅰ負(fù)載未接入（開(kāi)關(guān) S 斷開(kāi)）時(shí)：設(shè)電容兩端初始電壓為零，接入交流電源后，當(dāng) V2 為正半周時(shí)， V2 通過(guò) D D3 向電容 C 充電； V2 為負(fù)半周時(shí)，經(jīng) D D4 向電 容 C 充電。充電時(shí)間常數(shù)為： C=RintC。其中 Rint 包括變壓器副繞組的直流電阻 和二極管的正向電阻。由于 Rint 一般很小，電容器很快就充電到交流電壓 V2 的最大 值 V2 ，由于電容無(wú)放電回路，故輸出電壓（電容 C 兩端的電壓)保持在 V2 不變。 Ⅱ 1 接入負(fù)載 RL（開(kāi)關(guān) S 合上）時(shí)：設(shè)變壓器副邊電壓 V2 從 0 開(kāi)始上升時(shí)接入 RL，由于電容已到 V2 ，故剛接入負(fù)載時(shí)， V2＜ VC，二極管在反向電壓作用下而截 止，電容 C 經(jīng) RL 放電，放電時(shí)間常數(shù)為： d=RLC。因 d 一般較大，故電容兩端 電壓 Vc(即 Vo)按指數(shù)規(guī)律慢下降（圖中 a,b 段）。 2 當(dāng) V2 升至 V2＞VC 時(shí)，二極管 D D3 在正向電壓作用下而導(dǎo)通，此時(shí) V2 經(jīng) D D3 一方面向 RL 提供電流，一方面向 C 充電（接入 RL 后充電時(shí)間常數(shù)變?yōu)?C=RL//RintC≈RintC ）。VC 將如圖中 b、 c 段所示。 3 當(dāng) V2 又降至 V2＜VC 時(shí)，二極管又截止，電容 C 又向 RL 放電，如圖中 c 、d ，就得到了一個(gè)如圖所示的鋸齒波電壓 Vo = VC ， 由此可見(jiàn)輸出電壓的波動(dòng)大大減小。 4 為了得到平滑的負(fù)載電壓，一般取 d=RLC≥(35)T/2 (T 為交流電周期 20ms) 此時(shí)：Vo = () V2。 厚 德 勵(lì) 志 篤 學(xué) 精 藝 － 19 － 電子信息工程技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 仿真五：電容濾波 要求：電容 1000F 1 只 仿真電路： 厚 德 勵(lì) 志 篤 學(xué) 精 藝 － 20 － 電子信息工程技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) ③電容濾波的特點(diǎn) RLC 越大，電容放電速度越慢，負(fù)載電壓中的紋波成份越小，負(fù)載平均電壓越 高。為了得到平滑的輸出電壓，一般取： RLC≥（3—5）T/2 (T—交流電源電壓周期) RL 越小，輸出電壓越小。 （1）當(dāng) C 一定時(shí)， RL→∞時(shí)，即空載： ULO= （2）當(dāng) C=0 時(shí)，即無(wú)電容時(shí)： ULO= （3）一般情況下，ULO=（——)U2 電容濾波適用于負(fù)載電壓較高、負(fù)載變化不大的場(chǎng)合。 電感濾波電路 厚 德 勵(lì) 志 篤 學(xué) 精 藝 － 21 － 電子信息工程技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) ① 電路圖如圖 12 所示： 圖 12 ② 電感濾波的原理： 電感濾波是利用電感的儲(chǔ)能來(lái)減小輸出電壓紋波的。當(dāng)電感中電流增大時(shí)，自 電感電動(dòng)勢(shì)的方向與原電流方向相反，自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電位增加的同時(shí)，也將能量?jī)?chǔ) 存起來(lái)，使電流的變化減小；反之，當(dāng)電感中電流減少時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)的作用阻礙電 流的減少，同時(shí)釋放能量，使電流變化減小，因此，電流的變化小，電壓的紋波得到 抑制。 ③ 電感濾波電路的幾點(diǎn)說(shuō)明： L 越大、RL 越小，輸出電壓紋波越??； 忽略電感內(nèi)阻， ULO= （理論值）； 電感濾波適用于低電壓，大電流的場(chǎng)合。 L 型濾波電路 厚 德 勵(lì) 志 篤 學(xué) 精 藝 － 22 － 電子信息工程技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) π型濾波電路 因整流部分選擇了橋式整流電路，濾波部分選擇電容濾波與橋式整流結(jié)合使用， 即可達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 穩(wěn)壓部分 利用穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓原理： 利用穩(wěn)壓管在反向擊穿時(shí)電流可在較大范圍內(nèi)變動(dòng)但擊穿電壓 卻基本不變的特點(diǎn)而實(shí)現(xiàn)的。 三端集成穩(wěn)壓器穩(wěn)壓 厚 德 勵(lì) 志 篤 學(xué) 精 藝 － 23 － 電子信息工程技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) ① 集成穩(wěn)壓器的特點(diǎn)：隨著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展，現(xiàn)在已生產(chǎn)并廣泛應(yīng)用的單片 集成穩(wěn)壓電源，具有體積小，可靠性高，使用靈活，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。最簡(jiǎn)單的集成 穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共引出端，故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。 ② 集成穩(wěn)壓器是將調(diào)整電路、取樣電路、基準(zhǔn)電路、啟動(dòng)電路及保護(hù)電路集成 在一塊硅片上構(gòu)成的芯片。它完整的功能體系、健全的保護(hù)電路、安全可靠的工作性 能，給穩(wěn)壓