電子工藝實(shí)訓(xùn)“直流穩(wěn)壓電源”論文-文庫吧資料
2025-01-19 14:38本頁面
【正文】 (413)為了獲得較平滑的輸出電壓，一般要求，即： (314)式中T為交流電壓的周期。電容濾波電路的輸出特性曲線如圖所示。這樣循環(huán)下去，u2周期性變化，電容C周而復(fù)始地進(jìn)行充電和放電，使輸出電壓脈動(dòng)減小，如圖34（b）所示。然后u2繼續(xù)按正弦規(guī)律下降，且，使二極管D截止，而電容C則對負(fù)載電阻RL按指數(shù)規(guī)律放電。單相橋式整流電壓的平均值為： (48)流過負(fù)載電阻RL的電流平均值為： (49)流經(jīng)每個(gè)二極管的電流平均值為負(fù)載電流的一半，即： (410)每個(gè)二極管在截止時(shí)承受的最高反向電壓為u2的最大值，即： (411)電容濾波電路及波形如圖34中(a)、(b)所示：圖34 電容濾波電路及波形假設(shè)電路接通時(shí)恰恰在u2由負(fù)到正過零的時(shí)刻，這時(shí)二極管D開始導(dǎo)通，電源u2在向負(fù)載RL供電的同時(shí)又對電容C充電。此時(shí)電流的路徑為：a→D1→RL→D3→b；u2為負(fù)半周時(shí)，b點(diǎn)電位高于a點(diǎn)電位，二極管DD4承受正向電壓而導(dǎo)通，DD3承受反向電壓而截止。常用的整流電路有單相半波、單相全波、單相橋式等幾種。(1)額定正向整流電流IF(平均值)：在規(guī)定的使用條件下，在電阻性負(fù)載的正弦半波整流電路中，允許連續(xù)通過半導(dǎo)體整流二極管的最大工作電流；(2)正向電壓降UF(平均值)：半導(dǎo)體整流二極管通過額定整流電流時(shí)，在電極間產(chǎn)生的電壓降；(3)反向漏電流IB(平均值)：半導(dǎo)體整流二極管在正弦半波最高反向工作電壓下的漏電流；(4)擊穿電壓UB(峰值)：半導(dǎo)體整流二極管反向?yàn)橛蔡匦詴r(shí)，其反向伏安特性曲線急劇彎曲點(diǎn)的電壓值；如果為軟特性時(shí)，則其值為給定的反向漏電流下的電壓值。當(dāng)外加的反向電壓高到一定程度時(shí)，PN結(jié)空間電荷層中的電場強(qiáng)度達(dá)到臨界值產(chǎn)生載流子的倍增過程，產(chǎn)生大量電子空穴對，產(chǎn)生了數(shù)值很大的反向擊穿電流，稱為二極管的擊穿現(xiàn)象。當(dāng)外界有正向電壓偏置時(shí)，外界電場和自建電場的互相抑消作用使載流子的擴(kuò)散電流增加引起了正向電流。4穩(wěn)壓電源常用元器件及電路晶體二極管是一個(gè)由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體形成的PN結(jié)，在其界面處兩側(cè)形成空間電荷層，并建有自建電場。 盡管經(jīng)過整流濾波后電壓接近于直流電壓，但是其電壓值的穩(wěn)定性很差，它受溫度、負(fù)載、電網(wǎng)電壓波動(dòng)等因素的影響很大，因此，還必須有穩(wěn)壓電路，以維持輸出直流電壓的基本穩(wěn)定。(3)濾波電路：整流電路是將交流電變成直流電的一種電路，但其輸出的直流電的脈動(dòng)成分較大。全波整流電路中一種是橋式整流，另一種是雙半波整流。其優(yōu)點(diǎn)是輸出電壓高，紋波電壓較小，管子所承受的最大反向電壓較低，同時(shí)因電源變壓器在正負(fù)半周內(nèi)都有電流供給負(fù)載，電源變壓器得到了充分的利用，效率較高。常用的整流電路有全波整流、橋式整流等。直流穩(wěn)壓電源要將220V工頻交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓輸出的直流電壓，它需要經(jīng)過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個(gè)環(huán)節(jié)才能完成，基本框圖如圖21所示：圖 21 直流穩(wěn)壓電源的基本框圖圖21 直流穩(wěn)壓電源的基本框圖四個(gè)環(huán)節(jié)的工作原理如下：(1)電源變壓器：是降壓變壓器，它將電網(wǎng)220V交流電壓變換成符合需要的交流電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。例如：一臺穩(wěn)壓電源可以同時(shí)是直流、閉環(huán)反饋、線性調(diào)整、串聯(lián)、晶體管集電極輸出、專用、高精度穩(wěn)壓電源。此外，還有其他的分類方法，例如：集電極輸出型穩(wěn)壓電源，發(fā)射極輸出型穩(wěn)壓電源；高精度穩(wěn)壓電源，高壓穩(wěn)壓電源；通用穩(wěn)壓電源，專用穩(wěn)壓電源等。開關(guān)穩(wěn)壓電源又有很多分類，例如自激式、他激式、斬波式、推挽式、半橋式和全橋式等。以調(diào)整元器件的工作狀態(tài)來分類，可以分為線性穩(wěn)壓電源和開關(guān)穩(wěn)壓電源。在這種穩(wěn)壓電源中，調(diào)整元器件串接于輸入端和輸出端之間，輸出電壓就依靠調(diào)整元器件改變自身的等效電阻來維持恒定。這種穩(wěn)壓電源效率較低，只有某些專用場合才適用。調(diào)整元器件與負(fù)載并聯(lián)的叫做并聯(lián)穩(wěn)壓電源或分流式穩(wěn)壓電源。反饋調(diào)整型穩(wěn)壓電源是一個(gè)負(fù)反饋閉環(huán)自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)，它把穩(wěn)壓電源輸出電壓的變化量，經(jīng)過取樣、比較放大、再反饋給控制調(diào)整元器件，使輸出電壓得到補(bǔ)償而趨近于原值，從而達(dá)到穩(wěn)壓。參數(shù)穩(wěn)壓電源主要是利用元器件的非線性實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。交流穩(wěn)壓電源的輸出電壓是交流的，直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓是直流的，兩者通常都用交流電網(wǎng)供電。3穩(wěn)壓電源的分類、組成及技術(shù)指標(biāo)穩(wěn)壓電源的分類沒有明確的含義和界限，一般都是按照習(xí)慣或通用的方法進(jìn)行，在此簡單介紹幾種。穩(wěn)壓電路：在電網(wǎng)電壓波動(dòng)、負(fù)載和溫度變化時(shí)，依然維持輸出直流電壓穩(wěn)定。整流電路：將交流電壓變成脈動(dòng)的直流電壓。γ=udi/udo本設(shè)計(jì)主要分為變壓電路、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路、電源指示五個(gè)部分。（5）按規(guī)定的格式，寫出課程設(shè)計(jì)報(bào)告。（2）計(jì)算電源變壓器的效率和功率。12V連續(xù)可調(diào)。5，177?？蛇x元件：變壓器220V/18V；LED二極管、整流二極管或整流橋若干，、470uF電解電容、10uF瓷片電容、電阻、電位器若干；根據(jù)需要選擇三端集成穩(wěn)壓器LM31
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