电源电路精选PPT.ppt

《电源电路精选PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电源电路精选PPT.ppt（54页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、关于电源电路第1页，讲稿共54张，创作于星期二第第5章章 电源电路电源电路直流电源：小功率稳压电源和开关稳压电源。直流电源：小功率稳压电源和开关稳压电源。51 概述概述第2页，讲稿共54张，创作于星期二电源变压器电源变压器：将交流电压变换为符合整流需要的电压。整流电路整流电路：将工频交流电转为具有直流电成分的脉动直流电。滤波电路滤波电路：将脉动直流中的交流成分滤除，减少交流成分，增加直流成分。稳压电路稳压电路：对整流后的直流电压采用负反馈技术进一步稳定直流。第3页，讲稿共54张，创作于星期二52 单相整流电路单相整流电路 整流整流：把大小、方向都随时间变化的交流电变换成直流电。整流电路：整流电

2、路：单相半波、全波、桥式电路等。521 半波整流电路半波整流电路 第4页，讲稿共54张，创作于星期二工作原理：工作原理：假设输入信号为正弦波，由于二极管的单向假设输入信号为正弦波，由于二极管的单向导电性，在输入信号为正半周时，导通，这导电性，在输入信号为正半周时，导通，这时负载电阻上时负载电阻上 的电压为的电压为 ；在输入信号的；在输入信号的负半周，二极管反向截止，负载电阻上负半周，二极管反向截止，负载电阻上 没有电压输出。没有电压输出。第5页，讲稿共54张，创作于星期二输输出出电压电压的平均的平均值为值为：为输为输入正弦信号的有效入正弦信号的有效值值。第6页，讲稿共54张，创作于星期二5.2

3、.2 全波整流电路全波整流电路 单相全波整流的电路如图单相全波整流的电路如图5.4所示。所示。工作过程如下：二极管工作过程如下：二极管 、在正、负半周在正、负半周轮流导电，且流过负载轮流导电，且流过负载 的电流为同一方的电流为同一方向，故在正、负半周，负载上均有输出电压向，故在正、负半周，负载上均有输出电压。其值为：。其值为：二极管所承受的最大反向电压为变压器副边二极管所承受的最大反向电压为变压器副边电压信号幅值的两倍，即电压信号幅值的两倍，即第7页，讲稿共54张，创作于星期二第8页，讲稿共54张，创作于星期二523 桥式全波整流电路桥式全波整流电路桥式整流电路如图（桥式整流电路如图（a）所示

4、，（）所示，（b）是简化画法。）是简化画法。第9页，讲稿共54张，创作于星期二图图5.6 单相桥式整流电路的电压与电流波形单相桥式整流电路的电压与电流波形第10页，讲稿共54张，创作于星期二负载上得到的整流电压的平均值为负载上得到的整流电压的平均值为二极管所承受的最大反向电压为变压器副边电压二极管所承受的最大反向电压为变压器副边电压信号的幅值，即信号的幅值，即 。注意：整流电路中的二极管是作为开关运用的。整流电注意：整流电路中的二极管是作为开关运用的。整流电路既有交流量，又有直流量，通常路既有交流量，又有直流量，通常：输入（交流）输入（交流）用有效值或最大值；用有效值或最大值；输出（交直流）输

5、出（交直流）用平均值；用平均值；整流管正向电流整流管正向电流用平均值；用平均值；整流管反向电压整流管反向电压用最大值，即整流管承受的最大反向电用最大值，即整流管承受的最大反向电压。压。第11页，讲稿共54张，创作于星期二53 滤波电路滤波电路 1电容滤波电路（滤波电路）电容滤波电路（滤波电路）图图5.7 单相桥式电容滤波整流电路单相桥式电容滤波整流电路第12页，讲稿共54张，创作于星期二第13页，讲稿共54张，创作于星期二电容滤波的特点：电容滤波的特点：(1)整流二极管的导电时间缩短，导电角小于整流二极管的导电时间缩短，导电角小于180，且，且放电时间常数愈大，导电角愈小。由于电容滤波输出放电

6、时间常数愈大，导电角愈小。由于电容滤波输出直流的平均值提高了，而导电角却减小，故整流二极直流的平均值提高了，而导电角却减小，故整流二极管在短暂的导电时间内，流过一个很大的冲击电流，管在短暂的导电时间内，流过一个很大的冲击电流，易损坏整流管，所以选择整流二极管时，管子的最大易损坏整流管，所以选择整流二极管时，管子的最大整流电流应留有充分的裕量。整流电流应留有充分的裕量。(2)负载上输出的平均电压的高低和纹波特性都与放电时负载上输出的平均电压的高低和纹波特性都与放电时间常数密切相关。间常数密切相关。越大，电容放电速度越慢，纹波越大，电容放电速度越慢，纹波越少，负载平均电压越高。一般的，当越少，负载

7、平均电压越高。一般的，当 时，时，其，其 中为电源交流电压周期。中为电源交流电压周期。第14页，讲稿共54张，创作于星期二桥式整流电路的外特性如下图桥式整流电路的外特性如下图：输出电压随着负载电输出电压随着负载电流的增大而出现较大的下降。可见，电容滤波电路的流的增大而出现较大的下降。可见，电容滤波电路的输出特性较差，适合于负载电流较小且变动范围不大输出特性较差，适合于负载电流较小且变动范围不大的场合。的场合。第15页，讲稿共54张，创作于星期二2电感滤波电路电感滤波电路与电容滤波相比，电感滤波的特点是，整流管的导电角较大（电感与电容滤波相比，电感滤波的特点是，整流管的导电角较大（电感L的反的反

8、电势使整流管导电角增大），峰值电流很小，输出特性比较平坦。其缺电势使整流管导电角增大），峰值电流很小，输出特性比较平坦。其缺点是体积大，易引起电磁干扰。因此，电感滤波一般只适用于低电压，点是体积大，易引起电磁干扰。因此，电感滤波一般只适用于低电压，大电流的场合。大电流的场合。第16页，讲稿共54张，创作于星期二3其它滤波电路其它滤波电路第17页，讲稿共54张，创作于星期二54 稳压电路稳压电路541 稳压管稳压电路稳压管稳压电路稳压管稳压电路由限流电阻稳压管稳压电路由限流电阻R和稳压管和稳压管DZ 构成。当电源电压出现构成。当电源电压出现波动或者负载电阻（电流）变化时，该稳压电路能自动维持负载

9、电压波动或者负载电阻（电流）变化时，该稳压电路能自动维持负载电压UO的基本稳定。的基本稳定。第18页，讲稿共54张，创作于星期二稳压稳压管的管的选选取一般按照以下取一般按照以下规则规则来来执执行：行：第19页，讲稿共54张，创作于星期二下面分两种情况来讨论稳压过程：(1)输入电压变化，负载电流保持不变输入电压变化，负载电流保持不变542 串联型直流稳压电路串联型直流稳压电路第20页，讲稿共54张，创作于星期二输入电压输入电压 的增加，必然会使输出电压的增加，必然会使输出电压 有所增加，输出电压经过取样电路取出一部有所增加，输出电压经过取样电路取出一部分信号分信号 与基准源电压与基准源电压 比较

10、，获得误差比较，获得误差信号信号 。误差信号经放大后，用。误差信号经放大后，用 去控制去控制调整管的基极，使管压降调整管的基极，使管压降 增加，从而抵增加，从而抵消输入电压增加的影响，使消输入电压增加的影响，使 基本保持恒基本保持恒定。这一自动调整过程可简单表示为：定。这一自动调整过程可简单表示为：第21页，讲稿共54张，创作于星期二(2)负载电流变化，输入电压保持不变负载电流变化，输入电压保持不变假定比较放大器的电压放大倍数很大，可以假定比较放大器的电压放大倍数很大，可以将其同相输入端和反相输入端看成虚短，则将其同相输入端和反相输入端看成虚短，则 ，因此有：，因此有：因此：可以通因此：可以通

11、过调节过调节 改变输出改变输出电压电压 的大小。的大小。第22页，讲稿共54张，创作于星期二【例题例题5.1】电路如图电路如图5.15 所示。已知所示。已知 ，T的电流放大系的电流放大系数数 =50。试求：。试求：(1)电压输出范围；电压输出范围；(2)当当 、时时,调整管调整管T的管耗和运算放大器的输出电流。的管耗和运算放大器的输出电流。第23页，讲稿共54张，创作于星期二543 集成稳压电路集成稳压电路本节主要讨论本节主要讨论W7800系列（输出正电压）和系列（输出正电压）和W7900系列系列（输出负电压）稳压器的使用。对于具体的器件，符号中（输出负电压）稳压器的使用。对于具体的器件，符号

12、中“00”用数字代替，表示输出电压值用数字代替，表示输出电压值。（a）电路符号）电路符号 （b）W7800系列稳压器的外形系列稳压器的外形 第24页，讲稿共54张，创作于星期二图5.18 固定输出的接法（1）固定输出的应用电路）固定输出的应用电路第25页，讲稿共54张，创作于星期二（2）提高输出电压的应用电路）提高输出电压的应用电路（3）扩大输出电流的电路）扩大输出电流的电路第26页，讲稿共54张，创作于星期二55 晶闸管晶闸管晶闸管又称可控硅，是硅晶体闸流管的简称。晶闸管是大晶闸管又称可控硅，是硅晶体闸流管的简称。晶闸管是大功率变流器件，利用其整流可控特性可方便地对大功率电功率变流器件，利用

13、其整流可控特性可方便地对大功率电源进行控制和变换。它具有体积小、重量轻、耐压高、容源进行控制和变换。它具有体积小、重量轻、耐压高、容量大、使用维护简单、控制灵敏等优点，在电力电子等领量大、使用维护简单、控制灵敏等优点，在电力电子等领域得到了日益广泛的应用。域得到了日益广泛的应用。第27页，讲稿共54张，创作于星期二晶闸管的主要用途有：晶闸管的主要用途有：(1)可控整流可控整流；(2)有源逆变有源逆变；(3)交流调压交流调压；(4)变频器变频器；(5)无触点功率开关。无触点功率开关。晶闸管的分类：晶闸管的分类：普通晶闸管、双向晶闸管、可关断晶闸管、光控晶闸普通晶闸管、双向晶闸管、可关断晶闸管、光

14、控晶闸管和逆导晶闸管等。管和逆导晶闸管等。第28页，讲稿共54张，创作于星期二551 晶闸管的基本结构和工作原理晶闸管的基本结构和工作原理图5.21 晶闸管的结构及外形第29页，讲稿共54张，创作于星期二晶闸管工作时，加在阳极和阴极之间的电压晶闸管工作时，加在阳极和阴极之间的电压 称为阳极电压，作用于控制极和阴极之间的电压称为阳极电压，作用于控制极和阴极之间的电压 称为称为控制电压或触发电压。控制电压或触发电压。工作原理：工作原理：1 晶闸管当前处于截止状态晶闸管当前处于截止状态（1）若所加）若所加 ，晶闸管仍然截止。，晶闸管仍然截止。（2）若所加）若所加 ，晶闸管由截止变为导通。，晶闸管由截

15、止变为导通。第30页，讲稿共54张，创作于星期二 2晶闸管当前处于导通状态晶闸管当前处于导通状态（1）若所加）若所加 ，晶闸管仍然导通。，晶闸管仍然导通。（2）若所加）若所加 ，或者阳极电流，或者阳极电流 小于某一很小的电流小于某一很小的电流 （称为维持电流）时，晶闸管由导通变为截止（称为维持电流）时，晶闸管由导通变为截止结论：晶闸管是一个可控制的单向导电开关，它的正向导通受结论：晶闸管是一个可控制的单向导电开关，它的正向导通受控制极的控制。导通以后控制极不再起作用，要关断晶闸管，控制极的控制。导通以后控制极不再起作用，要关断晶闸管，必须将阳极电流减少到维持电流以下（可以使阳极电源断开或必须将

16、阳极电流减少到维持电流以下（可以使阳极电源断开或在阳极和阴极之间加一个反向电压）。在阳极和阴极之间加一个反向电压）。第31页，讲稿共54张，创作于星期二552 晶闸管的伏安特性和主要参数晶闸管的伏安特性和主要参数第32页，讲稿共54张，创作于星期二晶闸管的主要参数晶闸管的主要参数：1.正向阻断峰值电压正向阻断峰值电压 2.反向阻断峰值电压反向阻断峰值电压 3.额定电压额定电压 4.额定电流额定电流 5.维持电流维持电流 6.通态平均电压通态平均电压 第33页，讲稿共54张，创作于星期二56 单相可控整流电路单相可控整流电路由晶闸管组成的可控整流电路可以把交流电变成由晶闸管组成的可控整流电路可以

17、把交流电变成直流电，达到输出较大直流可调电压的目的。直流电，达到输出较大直流可调电压的目的。561 单相半波可控整流电路单相半波可控整流电路第34页，讲稿共54张，创作于星期二整流整流输输出出电压电压的平均的平均值值用控制用控制角角 可以表示为：可以表示为：第35页，讲稿共54张，创作于星期二562 单相半控桥式整流电路单相半控桥式整流电路单相半波可控整流电路单相半波可控整流电路虽然具有电路简单、调整方便、虽然具有电路简单、调整方便、使用元件少的优点，但它整流输出的电压脉动大，整流输使用元件少的优点，但它整流输出的电压脉动大，整流输出的电流小，因此，常用出的电流小，因此，常用单相半控桥式整流电

18、路单相半控桥式整流电路来代替，来代替，它的电路如图它的电路如图5.27（a）所示。该电路和单相桥式整）所示。该电路和单相桥式整流电路类似，只是晶闸管流电路类似，只是晶闸管 、取代了原二极管取代了原二极管的位置。的位置。第36页，讲稿共54张，创作于星期二第37页，讲稿共54张，创作于星期二单相半控桥式整流电路的输出电压波形如图单相半控桥式整流电路的输出电压波形如图5.27（b）所）所示，显然，与单相半波相比，其输出电压的平均值增大了示，显然，与单相半波相比，其输出电压的平均值增大了一倍，即：一倍，即：第38页，讲稿共54张，创作于星期二563 晶闸管的保护晶闸管的保护1过电流保护过电流保护（1

19、）快速熔断器保护）快速熔断器保护 快速熔断器的接法一般有以下三种：快速熔断器的接法一般有以下三种：与晶闸管元件串联与晶闸管元件串联；接在输入端；接在输入端；接在输出端接在输出端 第39页，讲稿共54张，创作于星期二（2）过流继电器保护）过流继电器保护（3）过流截止保护）过流截止保护 2过电压保护过电压保护 整流元件两端的电压远远超过额定电压的现象称为过电压。整流元件两端的电压远远超过额定电压的现象称为过电压。晶闸管元件的过电压能力很差，当加在晶闸管元件两端电压晶闸管元件的过电压能力很差，当加在晶闸管元件两端电压达到反向击穿电压时，很短时间就会造成晶闸管损坏。达到反向击穿电压时，很短时间就会造成

20、晶闸管损坏。第40页，讲稿共54张，创作于星期二为了抑制过电压，常在晶闸管电路中接入阻容吸收电为了抑制过电压，常在晶闸管电路中接入阻容吸收电路。电路中接入电容的目的是将电路中积聚的电磁能路。电路中接入电容的目的是将电路中积聚的电磁能量转化为电场能量，然后释放到电阻中消耗掉。串联量转化为电场能量，然后释放到电阻中消耗掉。串联的电阻还能抑制高频振荡。的电阻还能抑制高频振荡。第41页，讲稿共54张，创作于星期二57 晶闸管触发电路晶闸管触发电路触发电路应满足下列基本要求：触发电路应满足下列基本要求：1触发信号可为直流、交流或脉冲电压。触发信号可为直流、交流或脉冲电压。2触发脉冲应有足够的功率。触发脉

21、冲应有足够的功率。3触发脉冲应有一定的宽度，脉冲的前沿尽可能陡，触发脉冲应有一定的宽度，脉冲的前沿尽可能陡，以使元件在触发导通后，阳极电流能迅速上升超过掣以使元件在触发导通后，阳极电流能迅速上升超过掣住电流而维持导通。住电流而维持导通。4触发脉冲必须与主回路电源电压同步，且脉冲触发脉冲必须与主回路电源电压同步，且脉冲移相范围必须满足电路要求。移相范围必须满足电路要求。第42页，讲稿共54张，创作于星期二571 单结晶体管及其触发电路单结晶体管及其触发电路 1单结晶体管的结构和特性单结晶体管的结构和特性 第43页，讲稿共54张，创作于星期二第44页，讲稿共54张，创作于星期二峰点峰点 和谷点和谷

22、点 是单结晶体管工作状态的两个转是单结晶体管工作状态的两个转折点，当折点，当 时，单结晶体管导通；导通后，时，单结晶体管导通；导通后，若若 ，单结晶体管又恢复截止状态。因为峰，单结晶体管又恢复截止状态。因为峰值电压值电压 ，尽管分压比，尽管分压比 是由管子结构是由管子结构决定的一个参数，但可以通过选择决定的一个参数，但可以通过选择 来改变来改变 的大小。的大小。第45页，讲稿共54张，创作于星期二 2单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路第46页，讲稿共54张，创作于星期二利用单结晶体管自激振荡的原理，可构成同步触发电路：利用单结晶体管自激振荡的原理，可构成同步触发电路：第47页，讲稿共54张，

23、创作于星期二*58 晶闸管应用举例晶闸管应用举例 晶闸管的制造和应用技术发展很快，在各个工业部门获得了晶闸管的制造和应用技术发展很快，在各个工业部门获得了广泛的应用，尤其是晶闸管整流，已广泛应用于直流电动机广泛的应用，尤其是晶闸管整流，已广泛应用于直流电动机的调速、电解、电焊及蓄电池充电等各个方面。的调速、电解、电焊及蓄电池充电等各个方面。581 晶闸管交流调压电路晶闸管交流调压电路第48页，讲稿共54张，创作于星期二改变控制角改变控制角 ，就可调节输出电压的有效值就可调节输出电压的有效值第49页，讲稿共54张，创作于星期二5.8.2 采用集成触发器的双向晶闸管交流调压电路采用集成触发器的双向

24、晶闸管交流调压电路双向晶闸管是具有四个双向晶闸管是具有四个PN结和结和NPNPN五层结构的器件，它相五层结构的器件，它相当于上述的两个晶闸管反向并联。图当于上述的两个晶闸管反向并联。图5.36所示的是双向晶闸管所示的是双向晶闸管的结构示意图、表示符号和伏安特性。的结构示意图、表示符号和伏安特性。图图5.36 双向晶闸管双向晶闸管第50页，讲稿共54张，创作于星期二典型应用典型应用第51页，讲稿共54张，创作于星期二 本本 章章 小小 结结直流稳压电源直流稳压电源由整流电路、滤波电路和稳压电路组成。整流由整流电路、滤波电路和稳压电路组成。整流电路将交流电压变为脉动的直流电压，滤波电路可减小脉动电

25、路将交流电压变为脉动的直流电压，滤波电路可减小脉动使直流电压平滑，稳压电路的作用是在电网电压波动或负载使直流电压平滑，稳压电路的作用是在电网电压波动或负载电流变化时保持输出电压基本不变。电流变化时保持输出电压基本不变。整流电路整流电路有半波和全波两种，最常用的是单相桥式整流电路。分有半波和全波两种，最常用的是单相桥式整流电路。分析整流电路时，应分别判断在变压器副边电压正、负半周两种情析整流电路时，应分别判断在变压器副边电压正、负半周两种情况下二极管的工作状态，从而得到负载两端电压、二极管端电压况下二极管的工作状态，从而得到负载两端电压、二极管端电压及其电流波形并由此得到输出电压和电流的平均值，

26、以及二极管及其电流波形并由此得到输出电压和电流的平均值，以及二极管的最大整流平均电流和所能承受的最高反向电压。的最大整流平均电流和所能承受的最高反向电压。滤波电路滤波电路通常有电容滤波、电感滤波和复式滤波，本章简单介通常有电容滤波、电感滤波和复式滤波，本章简单介绍了电容和电感滤波电路。绍了电容和电感滤波电路。第52页，讲稿共54张，创作于星期二串联型稳压电源串联型稳压电源中，调整管、基准电压电路、输出电压中，调整管、基准电压电路、输出电压取样电路和比较放大电路是基本组成部分。电路中引入取样电路和比较放大电路是基本组成部分。电路中引入了深度电压负反馈，从而使输出电压稳定。集成稳压器了深度电压负反

27、馈，从而使输出电压稳定。集成稳压器仅有输入端、输出端和公共端三个引出端，使用方便，仅有输入端、输出端和公共端三个引出端，使用方便，稳压性较好。稳压性较好。晶闸管晶闸管又称可控硅，是硅晶体闸流管的简称。晶闸管是大功又称可控硅，是硅晶体闸流管的简称。晶闸管是大功率变流器件，利用其整流可控特性可方便地对大功率电源进率变流器件，利用其整流可控特性可方便地对大功率电源进行控制和变换。行控制和变换。晶闸管具有晶闸管具有单向导电性单向导电性，利用这个特性可以构成可控整流电，利用这个特性可以构成可控整流电路。在晶闸管的使用过程中，要注意对其进行过电压和过电路。在晶闸管的使用过程中，要注意对其进行过电压和过电流保护。流保护。晶闸管可控整流电路一般采用晶闸管可控整流电路一般采用单结晶体管构成的同步触发电单结晶体管构成的同步触发电路路来进行触发控制。来进行触发控制。第53页，讲稿共54张，创作于星期二感谢大家观看第54页，讲稿共54张，创作于星期二