第10章 直流电源 74页

2. 电感滤波电路
适于大电流负载！
RL UO(AV) L 交流分量
当回路电流减小时，感生电动势的方向阻止电流的减小，从而增大二极 管的导通角。
电感对直流分量的电抗为线圈电阻，对交流分量的感抗为ωL。
直流 U O( 分 A R R V L R L )U 量 D( A R ： R V L R L )0 .9 U 2
第10章 直流电源
1 0 1. 01 .1 20 1. 03 . 4
南航金城学院自动化系模电课程组
10.1 直流电源的组成及各部分作用
直流电源的组成：
u1
u2
整 流
u3
滤 波 u4
稳 压 uo
电
电
电
路
路
路
• 电源变压器: 将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2。 • 整流电路: 将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。 • 滤波电路: 将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4 • 稳压电路: 清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压uo
平均电流的一半。
ID (A)V1 2IO(A)V0.4 RL U 52
二极管截止时两端承受的最大反向电压：
URM 2U2
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例10.2.2：在图示整流电路中，已知电网电压波动范围是
±10%，变压器副边电压有效值U2=30V，负载电阻 RL=100Ω，试问: 1.负载电阻上的电压平均值和电流平均值各为多少？ 2.二极管承受的最大反向电压和流过的最大电流平均值各 为多少？ 3.若整流桥中的二极管D1开路或短路，分别会产生什么 现象？
电容C通过RL放电， uc按指数 规律下降，时间常数 = RL C
内阻使 uO u2

IO
UO RL
0.45 U2 RL
(3) 流过二极管电流平均值 ID
ID Io
(4) 二极管承受的最高反向电压 URM
URM 2U2
5. 整流二极管的选择
根据二极管的电流 ID和最高反向电压URM来选择。
选管时应满足：IF ID UR URM
例1 有一单相半波整流电路，已知负载电阻RL=750， 变压器二次侧电压U2=20V，试求Uo，Io及URM，并选 择二极管。
第10章 直流电源
10.1 直流稳压电源的组成及各部分的作用 10.2 单相整流电路 10.3 滤波电路 10.4 稳压管稳压电路 10.5 线性稳压电路 *10.6 开关型稳压电路
10.1 直流稳压电源的组成及各部分的作用
变压
整流
滤波
稳压
交流电源
负载
u1
u2
u3
u4
uo
整流变压器：把交流电压变成符合整流需要的电压。
1. 电路结构
T+
~ u1
u–2 +
D1 iD1
3. 工作波形
u2
2U2
O
io
t
+
u–2
D2 iD2 RL uo –
uo
2U 2
2. 工作原理
t
uD
U2负半周，D2导通，
t
D1截止，uo= -u2
2 2U2 uD2 uD1
4. 参数计算
(1) 整流电压平均值 Uo
Uo 0.9U2
Uo
2
1 2π
D1
+
D2 RL
π ο
2U2sin td(t) 2 0.45U2 0.9U2

电容滤波电路适用于输出电压较高，负载电流较小 且负载变动不大的场合
其他形式的滤波电路
1) 电感滤波
L
u1
u2
RL uo
一、滤波原理 对直流分量: XL=0 相当于短路,电压大部分降在RL上 对谐波分量: f 越高，XL 越大,电压大部分降在L上 因此，在输出端得到比较平滑的直流电压
忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压约为： Uo=0.9U2
第
十
章
_
直
流
电
源
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第十章 直流电源
10.1 10.2 10.3 10.4
概述 整流电路 滤波电路 稳压电路
第十章 直流电源
10.1 概述 直流电源——将220V的交流市电转换成平稳的直流电，
即转换成接近理想的直流电压源
u1
整
滤
稳
u2 流 u3
电
波 u4 压 uo
电
电
RL
路
路
路
u2 uo
b D
1、输出电压波形：
uo
t
2、二极管上的平均电流：
ID
1I 2
L
3、 uo平均值Uo
Uo=0.9U2
缺点：要求管子耐2 压要高；带中心抽头的变压器工艺
复杂，成本高。
整流电路
三、单相桥式整流电路的工作原理 组成：由四个二极管组成桥路
+
T
u1
D4
u2
D1
D3
D2
u2正半周时 电流通路
RL uo
2u 2 ±10%
第十章 直流电源
10.3 滤波电路
交流 电压
整流
脉动 直流电压

智能化与数字化控制
智能监控与管理
随着物联网和云计算技术的发展，直流电源的智能化监控与 管理已成为趋势。通过集成传感器和通信模块，实现电源状 态的实时监测和远程控制，提高电源管理的便捷性和效率。
数字化控制
数字化控制技术为直流电源提供了更加灵活和精确的控制方式。 通过采用数字信号处理器（DSP）或可编程逻辑控制器（PLC）， 实现对电源的参数调整、故障诊断和自动校准等功能。
类型
根据滤波效果的不同，可 分为电容滤波、电感滤波 和复合滤波。
稳压电路
作用
类型
保持输出电压的稳定，不受输入电压 和负载变化的影响。
根据稳压方式的不同，可分为串联型 稳压电路和并联型稳压电路。
工作原理
通过负反馈和比较电路，实时监测输 出电压的变化，并调整整流和滤波电 路的参数，以保持输出电压的稳定。
分布式直流电源系统的应用场景
分布式直流电源系统适用于对供电可靠性要求极高，负载电流变化大且需要扩展的场合， 如数据中心、通信基站等。Βιβλιοθήκη 03直流电源的基本组成
电源变压器
作用
将交流电转换为适合整流电路的 电压。
工作原理
利用电磁感应原理，通过改变输入 交流电的匝数比，实现电压的变换。
类型
根据使用需求，可选择不同的变压 器类型，如单相、三相变压器等。
高效率与高功率密度
高效能转换
随着电力电子技术的不断进步，直流电源的高效率转换已成为可能。通过采用 先进的拓扑结构和控制算法，提高电源的转换效率，减少能源浪费。
高功率密度
为了满足便携式设备和分布式电源系统的需求，直流电源需要具备更高的功率 密度。通过优化电路设计和材料选择，减小电源体积，提高单位体积的功率输 出。