【My Electronic Notes系列——直流稳压电源】

news2025/1/8 5:47:55

 

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序言:

🏆🏆人生在世,成功并非易事,他需要破茧而出的决心,他需要永不放弃的信念,他需要水滴石穿的坚持,他需要自强不息的勇气,他需要无畏无惧的凛然。要想成功,你得付出沉重的代价。

🍇🍇一、单相半波整流电路

 ①电路的组成

 ②负载上的直流电压和电流

③电路元件参数选择

④实际应用

🍇🍇二、单相全波整流电路

①电路组成

 ②负载上的直流电压和电流

🍇🍇三、单相桥式整流电路

①电路组成

②负载上的直流电压和电流

③电路元件参数的选择

④桥式整流电路的故障情况/结果

🍇🍇四、晶闸管可控整流电路

🍇🍇四—1单相半波可控整流电路

①电路组成

 ②工作波形

🍇🍇四—2单相桥式全控整流电路阻性负载

①电路组成

 ②工作波形

🍇🍇四—3单相桥式半控整流电路

①电路组成

 ②工作波形

🍇🍇五、滤波电路

🍇🍇六、稳压电路

①并联型稳压电路

限流电阻的作用:

②集成稳压器

🍇🍇七、家用调光灯电路


序言:

本文章仅粉丝可见,望谅解🙏🙏

从本篇文章开始就进行电子笔记的一个汇总,属于个人的权限文章,所以设置为粉丝可见,再次望谅解🙏🙏


🏆🏆人生在世,成功并非易事,他需要破茧而出的决心,他需要永不放弃的信念,他需要水滴石穿的坚持,他需要自强不息的勇气,他需要无畏无惧的凛然。要想成功,你得付出沉重的代价。


(1)将交流电转换为直流电的装置,这就是直流稳压电源。

(2)整流电路用于将将交流电变成脉动的直流电。


常用的直流稳压电源:

①线性稳压电源

②开关型稳压电源


主要由整流电路、滤波电路和稳压电路三部分组成。


整流电路可分为单相整流和三相整流。

按照整流后输出的波形可分为半波整流和全波整流。

一、单相半波整流电路

 ①电路的组成

由电源变压器T,二极管VD和负载RL构成。

 (1)正半周:

VD正偏导通,i_{L}:a→VD→RL→b

U_{L}=U_{2}

(2)负半周:

VD反偏截止,U_{L}=0

 ②负载上的直流电压和电流

负载R_{L}上的直流电压可用平均值来表示其大小:

U_{L}=0.45U_{2}

 负载R_{L}上通过的直流电流可以由欧姆定律算得:

I_{L}=\frac{U_{L}}{R_{L}}=0.45\frac{U_{2}}{R_{L}}

*I_{D}=I_{L}

U_{DRM}=\sqrt{2}U_{2}

③电路元件参数选择

I_{D}\leq I_{FM}

U_{DRM}\leq U_{RM}

④实际应用

优点:电路简单,使用的元件少。

缺点:输出电压脉动大,效率低,所以只能应用在对直流电压波动要求不高的场合。

二、单相全波整流电路

①电路组成

由电源变压器T,两只二极管VD和负载RL构成。

 (1)正半周:

VD1导通,VD2截止。i_{L}:a→VD1→RL→接地

(2)负半周:

VD2导通,VD1截止。i_{L}:b→VD2→RL→接地

 ②负载上的直流电压和电流

U_{L}=0.9U_{2}

I_{L}=\frac{U_{L}}{R_{L}}=0.9\frac{U_{2}}{R_{L}}

I_{D}=\frac{I_{L}}{2}

U_{DRM}=2\sqrt{2}U_{2}

三、单相桥式整流电路

①电路组成

将1只变压器、4个整流二极管、1个负载电阻连接成电路。

(1) 正半周:

VD1、VD3导通,VD2、VD4截止。

i_{L}:a→VD1→RL→VD3→b

(2)负半周:

VD1、VD3截止,VD2、VD4截止。

i_{L}:b→VD2→RL→VD4→a

②负载上的直流电压和电流

桥式整流是全波整流,若忽略二极管的压降,负载电压和电流都为半波整流的两倍,即:

U_{L}=0.9U_{2}

 I_{L}=\frac{U_{L}}{R_{L}}=0.9\frac{U_{2}}{R_{L}}

 I_{D}=\frac{I_{L}}{2}

③电路元件参数的选择

 (1)变压器的选用

变压器的二次电压与负载要求电压有关,可根据全波整流电路中的两者关系换算:

U_{2}=\frac{U_{L}}{0.9}

(2)整流二极管的选用

I_{FM}\geq \frac{1}{2}I_{L}=0.45\frac{U_{2}}{R_{L}}

U_{RM}\geq \sqrt{2}U_{2}

④桥式整流电路的故障情况/结果

(1)如果一只二极管开路,则变成半波整流电路。

(2)如果VD3内部击穿,会损坏电源和相应的VD。

(3)如果负载短路,会烧坏电源和VD。

(4)若有一只VD接反,则会烧坏电源和相应的VD。

四、晶闸管可控整流电路

把交流电能变换成电压大小可调的直流电能。

  • 按照所使用交流电的相数分:单相、三相。
  • 按照输出波形特点分:半波、全波。

四—1单相半波可控整流电路

关于可控整流电路的几个概念:

(1)控制角α:半个周期内,晶闸管在正向电压下不导通的范围;

(2)导通角β:半个周期内,晶闸管在正向电压下导通的范围。

①电路组成

 ②工作波形

  1.  移相范围:0°~180°,\alpha +\theta =\pi
  2. 整流输出电压:U_{L}=0.45U_{2}\frac{1+cos\alpha }{2},I_{L}=\frac{U_{L}}{R_{L}}=0.45U_{2}\frac{1+cos\alpha }{2R_{L}}
  3. 晶闸管在脉冲来临时导通,在电压过零时关断。
  4. 晶闸管承受的峰值电压:U_{TM}=\sqrt{2}U_{2}
  5. 电路元件参数的选择:

 晶闸管的额定电压U_{TN}比实际工作的峰值电压大2~3倍。

U_{TN}=(2\sim 3)U_{TM}=(2\sim 3)\sqrt{2}U_{2}

晶闸管的额定正向平均电流一般为电路实际电流的1.5~2倍。

I_{T\left ( AV \right )}=\left ( 1.5\sim 2 \right )I_{T}

四—2单相桥式全控整流电路阻性负载

①电路组成

 ②工作波形

 (1)控制角α的移相范围:0°~180°,\alpha +\theta =\pi

 (2)整流输出电压:

 U_{L}=0.9U_{2}\frac{1+cos\alpha }{2}I_{L}=\frac{U_{L}}{R_{L}}=0.9U_{2}\frac{1+cos\alpha }{2R_{L}}

(3)每只晶闸管在脉冲来临时导通,在电压过零时关断。

(4)晶闸管承受的峰值电压:

U_{TM}=\sqrt{2}U_{2}

I_{T}=\frac{I_{L}}{2}

(5)电路元件参数的选择

①晶闸管的额定电压U_{TN}比实际工作的峰值电压大2~3倍。

②晶闸管承的额定正向平均电流一般为电路实际电流的1.5~2倍。

四—3单相桥式半控整流电路

①电路组成

 ②工作波形

 阻性负载时和单相桥式全控整流电路完全一样。

五、滤波电路

1.作用:滤除整流输出脉动电压中的谐波分量,从而输出比较平滑的直流电压。

2.元件:电容元件,电感元件。

3.滤波元件

(1)电容滤波:利用电容器两端的电压不能突变的特性,在滤波电路中电容器与负载并联。

(2)电感滤波:利用电感器中的电流不能突变的特性,在滤波电路中电感器与负载串联。

4.常用的滤波电路

 5.整流电路接入滤波电容后,电路特点的变化:

 6.滤波电容的选择

①单相半波整流电路:R_{L}C> \left ( 3\sim 5 \right )T(式中,T为电网电压周期)

②单相全波整流电路:R_{L}C> \left ( 3\sim 5 \right )\frac{T}{2}(式中,T为电网电压周期)

六、稳压电路

作用:保持电源电压或负载电流变化时,输出的直流电压稳定。

①并联型稳压电路

结构:是一种面接触型硅二极管(稳压二极管)。

伏安特性及特点:

正向特性和普通二极管相似,反向击穿比普通二极管更陡。

 参数:

(1)稳定电压U_{Z}:稳压二极管正常工作时,负极与正极之间的压降。

(2)最大工作电流I_{Zmax}:稳压二极管正常工作时的最大允许电流。

(3)最小工作电流I_{Zmin}:稳压二极管正常工作时的最小允许电流。

(4)最大耗散功率P_{ZM}:稳压二极管在给定的使用条件下所允许消耗的最大功率。

电路组成:

由限流电阻、硅稳压二极管和负载组成。

 稳压原理:

①电网电压的变化:

U_{i}↑→U_{o}↑→U_{Z}↑→I_{Z}↑→I_{R}↑→U_{R}↑→U_{o}

②负载变化:

R_{L}↓→U_{o}↓→U_{Z}↓→I_{Z}↓→I_{R}↓→U_{R}↓→U_{o}

限流电阻的作用:

①限流电阻既不能太大,也不能太小。

②限流电阻不光起限流作用,同时还起调节输出电压的作用。

U_{L}=U_{I}-U_{R}

I_{R}=I_{Z}+I_{L}

优点:电路简单,适用于负载较小的电路;

缺点:输出电压不能调节。

②集成稳压器

按照结构形成分为串联型、并联型和开关型;

按输出电压类型分为固定式和可调式。

(1)三端固定式稳压器

 (2)三端可调式集成稳压器

 三端可调式集成稳压器的外形与引脚排列如图所示。三个接线端分别为输入端(IN)、输出端(OUT)和调整端(ADJ)。CW317的第1引脚为调整端,第2引脚为输出端,第3引脚为输入端,CW337的第1引脚为调整端,第2引脚为输入端,第3引脚为输出端。其输出电流可从型号的最后一个字母中看出,其字母含义与CW78××、CW79××系列相同。

 

C1:用于旁路干扰信号。

C2:消除R_{P}上的纹波电压,使取样稳定。

C3:来消除输出电压的波动,并具有消振作用。

输出电压:U_{o}=1.25\left ( 1+\frac{R_{P}}{R_{1}} \right )


七、家用调光灯电路

 ①桥式整流电路的输出,以正向接法接到VS的AK之间,同时,该电压通过RP,R给C2充电,当C2上的电压到达一定值时,VS触发导通,灯亮。

②电压过零时,VS关断,下一个周期依次循环。

改变RP,可调节灯的亮度:
(1)RP↑→充电慢→灯暗

(2)RP↓→充电快→灯亮


*流过灯泡的电流:交流电 


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