电子课件-《电子技术基础(第四版)》-A04-6043 第五章

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例5-5 在单相桥式电容滤波整流中，若要求直流输出电压6V, 负 载电流为60mA，试选择合适的整流二极管及滤波电容。
解:（1） 选二极管
变压器副边电压：
U2
UL 1.2
流过每只二极管的电流平均值:
6V 1.2
IF
5V
1 2 IL
1 2
60
30m
A
每只二极管承受的最高反向电压：U Rm 2U2 1.414 5 7 V
低，V2、V6导通
uL=uVW uL=uVU uL=uWU
uL=uWV
（2）有关计算公式
1） 整流输出电压平均值
UL 2.34U2
2） 二极管平均电流
IF
1 3
IL
3） 二极管最大反向电压
U Rm 2 3U 2 2.45U 2
例5-4 一直流电源，采用三相桥式整流电路，负载电压和电 流分别为60V和450A，整流二极管实际工作电流和反 向工作电压各为多少？
§5-1 整流电路
一、单相整流电路 二、三相整流电路
一、 单相整流电路
1、单相半波整流电路
uD Ｖ
u2 2U 2
o
-
+
uL
~
u22
iF RL
uL –
2U 2
+
o
u2 2U2 sint
iF=iL
1） 整流输出电压平均 U L 0.45U 2
值 2） 二极管平均电流
IF
IL
0.45U 2 RL
o
V4
V1
iL
o
u1 u2 V3
V2
+ RLuL
uD1
o
2U2
2 3 t
2 3 t 2 3 t
2 3
t
简化画法
+
~
u2
iL
+ RL uL
习惯画法
二、三相整流电路
1、三相半波整流电路
（1）当电输路组出成功和率工较作原理
必然会造成三相
大单时相，整若流T采电N用路采路-用uR三LL 相i+L 整流K 电电网的不平衡 U V1
解:
整流二极管的工作电流
I
F
1 3
I
L
450 3
150A
变压器二次绕组的相电压
U2
UL 2.34
25.6V
整流二极管承受的最高反向工作电压
URm=2.45 U2＝2.45×25.6≈62.72V
特点：变压利用率较高，输出电压脉动小，应用非常广泛。
§5-2 整流器件的选用
整流器件是整流装置的核心和主体，正确选用整流器 件能够使整流装置在保证可靠运行的前提下降低成本。
正向特性
0
Izmin
uz（V）
V
符号
B
Izmax
为什么普通二极管不允许工作在反向击穿区，而稳 压二极管却工作在该区？
因为，稳压管是采用特殊工艺制造的硅二极管，它的PN结可承 受较大的反向电流和耗散功率，因此可以工作在反向击穿区。
硅稳压管使用注意事项：
（1）在使用时，稳压管应反接。即稳压管的负极接电源的高电 位，而正极应接电源的低电位。
一、整流二极管 二、硅整流堆
一、整流二极管
1、整流二极管的结构及外形
结构同普通二极管，一般采用硅材料制造，它的反向电流很小， PN结的额定结温高，而且受温度影响小，PN结面积较大，允许通 过较大的电流，一般工作在频率为3KMz以下的电路中。
2、整流二极管的型号
2CZ、2DZ系列管子型号采用统一的国家标准进行命名，ZP 系列型号的意义如下：
L RL
整流后的输出电压： 直流分量被电感L 短路 交流分量主要降在L 上
负载电流越大，电感量越大，滤波效果越好
三、复式滤波电路
1.LC-Г型滤波电路
+
~
u2
L
C
RL
2. 型滤波
+
~
u2
负载电流小时
L
C1、C2对交流容抗小
C1
C2 RL L 对交流感抗很大
RLC- 型滤波电路
四、电子滤波电路
RC-π型滤波电路中，R越大，滤波效果越好，+ 但同时在R上产生的电压损失也越大。
2、稳压原理
（小1）结负：载利不用变稳，压管电电网流电的压变变化化，
引从起而U限达i↑→流到电稳UL阻压↑→的R两I目z端↑的→电。I压R↑的→变U化R↑，→UL↓ （2）电网电压不变，负载变化
特点：电路结构简单，设计制作
容易，但稳压性能较差，输出电 压受稳压管自身参数的限制。
RL ↓ →UL ↓ →Iz ↓ →IR ↓ →UR ↓ →UL↑
选二极管应满足: IFM （2 3） IF
URM 2U2
可选: 2CZ82A（IF = 100mA， URM = 25V）
（2） 选滤波电容
电容的耐压： UC 2U2 1.41420 28V 因，IL=60mA 查表， 可选： 200 F, 耐压50 V 的电解电容
二、 电感滤波
+
~ u2
解决思路：
ui
当三极管工作在放大状态时，c与e间的直流电 -
阻RCE较小，而交流电阻rce却很大。
若用三极管代替电阻R，可解决电压损失与滤波 的矛盾。——电子滤波电路
R
+V
++
RuPi
C1 C2C2
RLRL uo uo
- C1
-
-
RC-π型滤波电路
电子滤波电路
应用：整流电流不很大，但滤波效果 要求高的场合。
（2）电源电压高于稳压管的稳压值时，才起稳压作用。
（3）使用时，当一个稳压值不够时，可把多个稳压管串联使用， 但绝不可并联使用。
2、主要参数
稳定电压Uz：稳压管工作时它两端所呈现的电压。 最大稳定电流Izmax ：稳压管正常工作时允许通过的最大电流。 最小稳定电流Izmin ：稳压正常工作时允许通过的最小电流。 稳定电流Iz ：稳压管正常工作时，反向电流的参考数值。它介于 最大稳定电流和最小稳定电流之间。
W相
uW 2U2usLi=nu(V t 2π / 3)
在t3～t4时间内 W相电位最高，V3导通
一个周期出现三个波头
自然换相点
uL=uW
（2）有关计算公式
1） 整流输出电压平均值
UL 1.17U2
2） 二极管平均电流
1 IF 3 IL
3） 二极管最大反向电压
U Rm 2 3U 2 2.45U 2
（1）管压降UCE应适当，一般取3～8V
（2）极限参数应满足
ICM≥1.5ILM
U（BR）CEO≥Uimax-ULmin
PCM≥1.5ILmax U（BR）CEO
其中， Uimin——最小输入电压，考虑电网电压允许±10%的波动，Uimax=1.1Ui（V） ILM——最大负载电流（A） ULmin——最小输出电压（v）
电 但稳路压特性点能：仍反较与之差简，，单U输稳L出压增电电大压路不相可比调，。稳压性能较好，带载能力增强了，
V1为调整管
三、晶体管串联稳调压整管电路
+ UCE1 -
+
-
R1
V1
UBE1
R2
+
V2
Ui
UB1C2（B1）
- UBE2 +
比较放大管
+
Vz
Uz
-
-
取样电路
+
R3
Rp
+ RL
UL
R4 UB2
5、整流二极管的使用
自冷
一般塑料封装的小电流整流二极管，靠管脚来散 热，使用时，管脚应保持在规定值以上。 大功率整
流二极管需加相应的散热装置。
冷却方式： 风冷 采用风冷或水冷的整流器件，起始工作时，必须按
先启动冷却装置，再启动整流装置；停止工作时，
先切断整流电路电源，再关闭冷却装置。水冷的整
水冷 流器件还应设有断水保护装置，以免停水时整流器
概括为： UL↑→UCE1↑ UL↓
反之，概括为：
UL↓→UCE1↓ UL↑
3、输出电压的调节
当忽略V2管的基极电流时
U B2
R4 RP(下） R3 R4 RP
UL
忽略UBE2，上式整理得
R R R 3
4
P
U R R U L
4
P(下)
Z
改变抽头位置，即可调节输出电压UL的大小
4、调整管的选用
3） 二极管最大反向电 压
U Rm
2U 2
uD
优点：结构简单，使用元件少
缺点：输出电压脉动小，电源利用率低
o
2U 2
2 3 t
2 3 t
2 3
t
2 3
t
2、单相桥式整流电路
（1） 工作原理
输入正半周
u2
2U 2
o
V4 u1 u2
V3
V1
RL
V2
输入负半周
iL +
2U 2 uL
uL
o
iF=iL
例5-3 某工厂需一台直流电源，要求输出电压为12V，输出 电流为100A，试计算用三相半波整流电路时，变压器 二次相电压和整流二极管的有关参数。
解: 变压器二次侧绕组的相电压
U2
UL
1.17
12 1.17
10.3V
流过二极管的平均电流
I
F
1 3
I
L
100 3
33.3A
整流二极管承受的最大反向电压 URm=2.45 U2＝2.45×10.3≈25V