整流電路介紹

1、直直流流穩(wěn)穩(wěn)壓壓電電 源源整流電路整流電路一、單相半波整流電路單相半波整流電路i D電路如圖：設(shè)變壓器副邊電壓為整流電路整流電路: 將交流電壓變換為單向脈動(dòng)電壓的電路。整流元件整流元件是具有單向?qū)щ娔芰Φ亩O管二極管或晶閘管晶閘管。TrDR+abuuotsin2uttuuoio 根據(jù)二極管的單向?qū)щ娦?，在二極管加正向電壓時(shí)導(dǎo)通，負(fù)載兩端有輸出電壓；而在加反向電壓時(shí)二極管截止，負(fù)載得不到輸出電壓。負(fù)載的電壓波形及電流波形見右下曲線圖。直直流流穩(wěn)穩(wěn)壓壓電電 源源二極管只在半個(gè)周期能夠?qū)щ?，而?fù)載上得到的電壓是單一方向，大小隨時(shí)間而變的(單向脈動(dòng)電壓)。對這種整流的輸出電壓，常用一個(gè)周期的平均值來表

2、示它的大小。其平均值為整流電壓的平均值整流電壓的平均值U2t0uTUoUUtdtUUo45.02)(sin2210如果電路負(fù)載已知，則整流輸出電流的平均值為LLoRURUI45.00直直流流穩(wěn)穩(wěn)壓壓電電 源源i DTrRabuuoD二極管所承受的最大反向電壓：UUUmDRM2例例有一單相整流電路,負(fù)載電阻為 750,變壓器副邊電壓為20V，試求Uo，Io及UDRM,并選用二極管。解解VUUo92045. 045. 0mARUILoo127509VUUDRM2 .282022查二極管參數(shù)，選用2AP4(16mA,50V)。為了使用安全此項(xiàng)參數(shù)選擇應(yīng)比計(jì)算值大一倍左右。直直流流穩(wěn)穩(wěn)壓壓電電 源源二

3、、單相橋式整流電路單相橋式整流電路 單相半波整流電路只利用了電源的半個(gè)周期，并且整流電壓的脈動(dòng)較大。為此常采用全波整流電路，最常見的就是單相橋式整流電路。RLuoRLuuoaTrRLbuuoRLuuo直直流流穩(wěn)穩(wěn)壓壓電電 源源橋式整流電路的工作情況在變壓器副邊電壓u為正半周時(shí)，二極管D1、D3導(dǎo)通，而二極管D2、D4截止；uoaTrRLbuD1D2D3D4uoaTrRLbuD2D4t0uU2TUUtdtUUo9 .022)(sin210當(dāng)副邊電壓u為負(fù)半周時(shí)，二極管D2、D4導(dǎo)通，而二極管D1、D3截止。Uo直直流流穩(wěn)穩(wěn)壓壓電電 源源單相橋式整流電路的輸出電壓：UUo9 .0負(fù)載電阻中通過的輸

4、出電流：LLoRURUI9 .00每只二極管中通過的電流僅為輸出電流一半：LDRUII45.0210每只二極管承受的最高反向電壓：UUDRM2直直流流穩(wěn)穩(wěn)壓壓電電 源源常見的幾種整流電路UUoIoUUoIoUUoUIo整流電壓平均值t0uot0uot0uo電 路整流電壓波形UUo45.0UUo9 .0UUo9 .0二極管平均電流oI2oI2oI二極管反向電壓UU41.12UU41.12UU83.222副邊電流有效值oI57. 1oI79.0oI11. 1直直流流穩(wěn)穩(wěn)壓壓電電 源源濾波器濾波器 整流電路僅將交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動(dòng)的直流電壓。這種電壓對許多電子設(shè)備遠(yuǎn)達(dá)不到要求，往往再加接濾波器濾波器

5、以改善電壓的脈動(dòng)程度。一、電容濾波器一、電容濾波器(C濾波器濾波器)TrDRLabuC =uoCt0ut0uD截止D導(dǎo)通D導(dǎo)通D截止截止D導(dǎo)通電容濾波器的作用電容濾波器的作用直直流流穩(wěn)穩(wěn)壓壓電電 源源 電容濾波器濾波器輸出電壓的脈動(dòng)程度有所改善，但帶負(fù)載能力較差。 在負(fù)載不同的情況下，取用輸出電流Io愈大輸出平均電壓Uo愈小。其外特性曲線如右圖：IoUo01.4U電容濾波0.45U無電容濾波 采用電容濾波電容濾波時(shí)，輸出電壓的脈動(dòng)程與電容器的放電時(shí)間常數(shù)RLC有關(guān)，其值愈大則脈動(dòng)程度就愈小。一般認(rèn)為2)53(TCRL或CRL1)1510(即可達(dá)到要求，此時(shí)輸出電壓Uo由下式估算：UUoUUo2

6、 . 1(半波)(全波)直直流流穩(wěn)穩(wěn)壓壓電電 源源電容濾波電路中元件的選擇：電容濾波電路中元件的選擇：由于二極管的導(dǎo)通時(shí)間較短，因此通過二極管的的電流峰值較大，應(yīng)避免電流沖擊損壞二極管；由于濾波電容保持有電壓輸出，應(yīng)注意二極管截止時(shí)所承受的最高反向電壓UDRM有所不同，帶電容濾波的半波整流電路UUDRM22帶電容濾波的橋式整流電路UDRM不變；常用電容器一般在101103微法，視負(fù)載電流大小而定。其耐壓值應(yīng)大于輸出電壓的最大值，一般大容量電容具有極性。直直流流穩(wěn)穩(wěn)壓壓電電 源源二、電感電容濾波器二、電感電容濾波器(LC濾波器濾波器)要進(jìn)一步減小輸出電壓的脈動(dòng)程度，可在濾波電容之前串入鐵心電感線

7、圈L即LC濾波器濾波器。TrRLuCL電感電容濾波電路電感電容濾波電路由于電感線圈對整流電流的交流分量具有阻抗，L比RL大得愈多則濾波效果就愈好。一般需要線圈的電感量較大，但其直流電阻也較大，因而會造成輸出電壓的下降。LC濾波器適于電流較大、輸出電壓脈動(dòng)很小的場合，更適合與高頻濾波。直直流流穩(wěn)穩(wěn)壓壓電電 源源三、三、 形形濾波器濾波器 形形LC濾波電路濾波電路如果需要輸出電壓的脈動(dòng)更小，可以再加一個(gè)濾波電容。 形形LC濾波器濾波器的效果跟好，但整流二極管的沖擊電流較大。RLuC2LC1由于線圈體大且重，有些情況可用電阻代替電感線圈以構(gòu)成 形形RC濾波器濾波器。R愈大濾波效果愈好，但將使輸出電壓

8、下降，所以適用于負(fù)載電流較小、電壓脈動(dòng)很小的場合。 形形RC濾波電路濾波電路RLuC2RC1直直流流穩(wěn)穩(wěn)壓壓電電 源源實(shí)際電源舉例實(shí)際電源舉例-24VN2C1N3N13A 2000 F 50VFU2C21A.047 FFU12CZ12 4直流直流交流交流 24V220V 如圖電源輸出電壓為24V，電流為1.8A。變壓器副繞組N3的電壓約為20V，C2起抑制高頻干擾作用；副繞組N2的電壓為5.5V，供照明指示燈用。 直流24V電池的極性可任意接入。直直流流穩(wěn)穩(wěn)壓壓電電 源源穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路RLUiDZRCUoIZIo經(jīng)整流和濾波后，雖脈動(dòng)程度有了最大改善，但直流電壓幅度還會隨著電網(wǎng)的

9、波動(dòng)或負(fù)載的變化而變化。最簡單的直流穩(wěn)壓電源是利用穩(wěn)壓管組成的。如圖采用橋式整流橋式整流和電容濾波電容濾波，得到直流電壓Ui，再經(jīng)過限流電阻R和穩(wěn)壓管DZ ，使負(fù)載得到一個(gè)比較穩(wěn)定的直流電壓。穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路直直流流穩(wěn)穩(wěn)壓壓電電 源源RLUiDZRCUoIZIo穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路電壓的穩(wěn)定過程選擇穩(wěn)壓管一般規(guī)律： UZ=Uo式式 IZmax=(15)Iomax Ui=(23)Uou Ui Uo IZ UR 保持負(fù)載電壓Uo近似不變。當(dāng)電源電壓升高時(shí)當(dāng)負(fù)載增加時(shí)Io UR Uo IZ UR 保持負(fù)載電壓Uo近似不變。直直流流穩(wěn)穩(wěn)壓壓電電 源源串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路結(jié)構(gòu)

10、雖簡單，但穩(wěn)壓效果不夠理想，一般只適用于負(fù)載較小的情況。為提高穩(wěn)壓效果常采用代放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路。RLUODZCR1UZR2R1R2U1R4R3T1T2Io變 壓整 流濾 波調(diào)整環(huán)節(jié)基準(zhǔn)電壓采樣環(huán)節(jié)放大環(huán)節(jié)利用變壓器將電網(wǎng)電壓變換成所需幅度的交流電壓；橋式整流電路將交流電變成直流電；電容式濾波使直流電的脈動(dòng)成分進(jìn)一步減小。采樣環(huán)節(jié)：由R1、R2及Rp組成的電阻分壓器，將輸出電壓的一部分送到放大環(huán)節(jié)。電位器可調(diào)節(jié)輸出電壓。opfURRRRRU2122基準(zhǔn)電壓：由穩(wěn)壓管DZ和R3構(gòu)成，穩(wěn)壓管兩端的直流電壓UZ是穩(wěn)定性較高的直流電壓。作為調(diào)整和比較的標(biāo)準(zhǔn)。放大環(huán)節(jié)：由晶體管T2構(gòu)成的直流

11、放大電路，其輸入電壓是采樣電壓與基準(zhǔn)電壓之差，放大后控制調(diào)整管。R4是其負(fù)載電阻?；鶞?zhǔn)電壓：由穩(wěn)壓管DZ和R3構(gòu)成，穩(wěn)壓管兩端的直流電壓UZ是穩(wěn)定性較高的直流電壓。作為調(diào)整和比較的標(biāo)準(zhǔn)。調(diào)整環(huán)節(jié)：由工作于放大狀態(tài)的功率管T1構(gòu)成。其基極電流受放大環(huán)節(jié)控制，并由射極輸出直流電壓。直直流流穩(wěn)穩(wěn)壓壓電電 源源RLUODZCR1UZR2R1R2U1R4R3T1T2Io串聯(lián)型穩(wěn)壓電源自動(dòng)調(diào)節(jié)電壓過程：Uo UBE2 IB2 IC2 UCE2 Uo UCE1 IC1 IB1 UBE1 從調(diào)整過程看，串聯(lián)型穩(wěn)壓電源是一種串聯(lián)電壓負(fù)反饋電路串聯(lián)電壓負(fù)反饋電路。直直流流穩(wěn)穩(wěn)壓壓電電 源源用運(yùn)算放大器做比較放大環(huán)

12、節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源：RLUODZR1UZR2R1R2U1R3TIo+直直流流穩(wěn)穩(wěn)壓壓電電 源源集成穩(wěn)壓電路集成穩(wěn)壓電路 穩(wěn)壓電源的應(yīng)用場合相當(dāng)廣泛，但分立件串聯(lián)型穩(wěn)壓電源及由運(yùn)放構(gòu)成的穩(wěn)壓電源結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，還要注意加接保護(hù)電路。因此，單片集成穩(wěn)壓電源應(yīng)運(yùn)而生并且得到廣泛應(yīng)用?；究梢宰龅矫庹{(diào)試，且體積小、可靠性高、使用靈活、價(jià)格低廉。一、簡單的集成穩(wěn)壓電源一、簡單的集成穩(wěn)壓電源RLUODZRFUZR2+UR+R1RLUODZRFUZR2+UR+R1ZFoURRU1ZFoURRU)1 (1直直流流穩(wěn)穩(wěn)壓壓電電 源源二、單片集成穩(wěn)壓電源二、單片集成穩(wěn)壓電源 目前最普遍應(yīng)用的單片穩(wěn)壓電源是W7800

13、系列和W7900系列。其內(nèi)部電路是在串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路的基礎(chǔ)上構(gòu)成的。只有三個(gè)引出端：輸入端1、輸出端 2 和公共端 3 (俗稱三端集成穩(wěn)壓器)。1. 外形圖和主要參數(shù)123123W78159824型 號 W7805 W7809 W7812 W7815Uo (V)591215UiMax(V)35UMin23Iom (A)2.2Ro ()0.030.15直直流流穩(wěn)穩(wěn)壓壓電電 源源2. 典型應(yīng)用電路CiCoW7800123UiUo+CiCoW7900321UiUo+W7800系列為正電源輸出，典型應(yīng)用只需在輸入端和輸出端與地之間各并聯(lián)一個(gè)電容即可。前者抵消較長輸入線的電感效應(yīng)，防止產(chǎn)生自激振蕩。后者用于吸收負(fù)載突變所產(chǎn)生的電壓抖動(dòng)雜波。W7900系列為負(fù)電壓輸出，除功能電極位置有差異外與W7800系列的應(yīng)用電路一致。直直流流穩(wěn)穩(wěn)壓壓