第11章 直流电源

U o 60 50(V) ； 1.2 1.2 二极管承受的最高反向电压 U RM 2U 2 50 70.7(V) ， 1 1 60 600(m A) 流过每个二极管的电流 I D I O 2 2 50
(2) 带滤波器时，变压器二次侧电压有效值 U 整流二极管可选择 2CZ55C，其最大整流电流为 1A，反向工作电压峰值为 100V。 [11.04] 一整流电路如图 T11.04 所示，试求：(1)负载电阻 RL1 和 RL2 上整流电压的平均 值 U01 和 U02，并指出极性；(2)二极管 D1、D2、D3 中的平均电流 ID1、ID2、ID3；(3)各管所 承受的最高反向电压。
1 1 I o 300 150( m A) 2 2
已知输出电压 U o 66V ，可得变压器次级电压的有效值：
U o 66 55(V) 1.2 1.2 二极管承受的最高反向电压 U RM 2U 2 55 78(V) U
可选用 2CZ55C 硅整流二极管，其最大整流电流为 1A，反向工作峰值电压为 100V。 (2) 选择滤波电容器
图 T11.06 11.06 题的图
[解] (1) 在电源电压 u 的正半周，电压极性如图 JT11.06(1)所示，二极管 D2 导通、D1 截止，电流 iO 的通路为：中心抽头→RL→D2→b 点，负载电压 u0 u ；在电源电压 u 的负半 周，电压极性如图 JT11.06(2)所示，二极管 D1 导通、D2 截止，电流 iO 的通路为：中心抽头 →RL→D1→a 点，负载电压 u0 u 。
⑶ 求各二极管承受的最大反向电压
U RM1＝ 2 （ 80＋20 ） 141(V) U RM 2＝U RM3＝2 2 20 56.56(V)

图11-3－3电容滤波的效果
电子技术 d.电容滤波的计算 输入电源电 电容滤波的计算比较麻烦，因为决定输出电压的因 压的周期 素较多。工程上有详细的曲线可供查阅。一般常采用 以下近似估算法： 一种是用锯齿波近似表示，即 T U o 2U 2 (1 ) 4 RLC 另一种是在RLC=(35)T/ 2的条件下,近似认为 全波整流 电容滤波 半波整流 电容滤波
u
当u2正半周时，D1、D3导电， 电感中的电流将滞后u2。当u2负 半周时，电感中的电流将经由D2、 D4提供。
图11-3-6 波形图
因桥式电路的对称性，和电感中电流的连续性，四 个二极管D1、D3 和 D2、 D4的导通角都是180°。
电子技术 若忽略电感电阻，即电感无直流 压降，则电感滤波的输出电压和 无电感滤波一样为
2 2U 2 0.9U 2 Io IL πRL RL
图11-2-4全波整流电路的输出波形
电子技术
由电路及波形可得二极管所承受 的最大反向电压
U DRM 2 2U2
所以和单相半波整流相比，电源的利用 率和输出电压提高了，但变压器需要中 间抽头，二极管的要求也提高了，其最 大反向峰值电压为半波时的2倍。
图11-2-3 单相全波整流电路
图11-2-4全波整流电路的输出波形
电子技术 由输出波形可知，全波整流电路 的输出电压得平均值（直流电压） 为 π
Uo 1 2U 2 sin td( t ) π0 2 2 U 2 0.9U 2 π
由此可以看出，全波整流的输出 电压的平均值为半波整流的2倍。 其流过负载的平均电流为
图11-3-2 电容滤波波形
电子技术
在超过90°后的某个点 ， u2正弦曲线下降的速 率越来越快，当超过uC 按指数规律变化时，二 极管D1、 D3关断。电容 C通过负载RL放电uC按 指数规律变化。

2
U0 U2 0.45U2
I0
U0 RL
0.45U2 RL
（3）二极管所承受的最大反向电压 URM 2U2
（4）整流管平均整流电流=负载平均电流
4、整流输出电压的脉动系数
负载上最低次谐波的 分幅 量值
S
输出电压的平均值
U01m 1.57 u0 2
二、单相全波整流电路
11.4.2 三倍压整流电路
C1
D2
除第一个电容所承受的 u1 电压为 2U 2 外，其他 每个电容所承受的电压 均为 2 2U2
每个二极管所承受的最 高反向电压均为 2 2U2
倍压愈高，负载电流愈 u1 不能大。
u2
D1 C2
RL U0
(n为奇数)
n 2U2
+ 2－U 2 2+ 2－U2
2
+
2U－2
1、内阻Rd
经过直流滤波后输入到稳压电路的直流电压（记作
UI ）不变时，稳压电路的输出电压变化量△UO 与输出
电流变化量△I0之比，即
rD

U0 I0
UI

常量
2、稳压系数Sr
在负载固定时，输出电压的相对变化量与稳压电路输
入电压的相对变化量之比，它反映了电网电压波动的影
响，即
U0
Sr

U0 UI
D4
D1
+
+
u1
u2
−
−
D3
D2
iL +
RL
uO
−
iL iD1 iD3 iD2 iD4
ωt uo
ωt
D1 D3 u2 导通
D2D4 导通

1)熟悉直流系统的设计要求；2)掌握蓄电池的选择及容量计算；3)掌握充电器的选择及容量计算：4)掌握直流设备的选择和布置设计；5)了解直流系统绝缘监测装置的选择及配置要求。

高频考点提示本章在整个考试中分值大概占20分，其中专业知识占10分左右，案例占10分左右。

考点集中，考试题目有一定难度。

答题依据主要有《电力工程电气设计手册电气二次部分》第二十四章、《电力工程直流系统设计技术规程》(DL／T 5044—2004)。

重点考查发电厂和变电站直流系统蓄电池个数选择、蓄电池容量计算(包括电压控制法和阶梯计算法)、直流设备的选择和布置、充电器额定计算、充电电源模块配置和数量选择以及直流电缆截面选择等。

单项选择题(1)300MW机组的火力发电厂，每台机组直流系统采用控制和动力负荷合并供电方式，设两组220kV阀控蓄电池。

蓄电池容量为1800Ah，103只。

每组蓄电池供电的经常负荷为60A。

均衡充电时不与母线相连。

在充电设备参数选择计算中下列哪组数据是不正确的?(2012) A．充电装置额定电流满足浮充电要求为61．8AB．充电装置额定电流满足初充电要求为180～225AC．充电装置直流输出电压为247．2VD．充电装置额定电流满足均衡充电要求为240～285A(2)按规程规定，火力发电厂选择蓄电池容量时，与电力系统连接的发电厂，交流厂用电事故停电时间应按下列哪项计算?(2011)A．0．5hB．1hC．2hD．3h(3)某变电所的豇流系统中，用直流断路器和熔断器串级作为保护电器。

直流断路器可装设在熔断器上一级，也可装设在熔断器下一级。

如熔断器额定电流为2A时，为保证动作选择性，直流断路器装设在上一级或下一级时，其额定电流各宜选（）。

(2011) A．4A、0．5AB．4A、1AC．8A、1．5AD．8A、1A(4)某220kV变电所的直流系统中，有300A·h阀控式铅酸蓄电池两组，并配置三套高频开关电源模块作充电装置，如单个模块额定电流为10A，每套高频开关电源模块最少选（）。