PPT《模拟电子技术基础》

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122 V 每只二极管承受的最高反向电压 例:单相桥式整流电路,已知交流电网电压 为220 V,负载电阻 RL = 50?,负载电压 Uo=100V,试求变压器的变比和容量,并 选择二极管. 解:整流电流的平均值 I = 1.11 Io=

2 ? 1.11 = 2.

2 A 变压器副边电流有效值 变压器容量 S = U I =

122 ? 2.2 = 207.

8 VA 例:单相桥式整流电路,已知交流电网电压

220 V,负载电阻 RL = 50?,负载电压 Uo=100V,试求变压器的变比和容量,并 选择二极管. 流过每只二极管电流平均值 举例:

4 试分析图示桥式整流电路中的二极管D2 或D4断开时负载电压的波形.如果D2 或D4 接反,后果如何?如果D2 或D4因击穿或烧坏而短路,后果又如何? ui uo + _ + _ u + _ RL D2 D4 D1 D3 解: 当D2或D4断开后电路为单相半波整流电路.正半周时,D1和D3导通,负载中有电流流过,两端有电压uo=u;

负半周时,D1和D3截止,负载中无电流通过,两端无电压,u0 = 0.波形如图所示. uo uo u π 2π 3π 4π t w t w π 2π 3π 4π ui + _ + _ u + _ RL D2 D4 D1 D3 如果D2或D4接反则正半周时,二极管D

1、D4或D

2、D3导通,电流经D

1、D4或D

2、D3而造成电源短路,电流很大,因此变压器及D

1、D4或D

2、D3将被烧坏. ui uo + _ + _ u + _ RL D2 D4 D1 D3 如果D2或D4因击穿烧坏而短路则正半周时,情况与D2或D4接反类似,电源及D1或D3也将因电流过大而烧坏. ui uo + _ + _ u + _ RL D2 D4 D1 D3 15.2 滤波电路 15.2.1 电容滤波电路15.2.2 电感滤波电路 15.2.1 电容滤波电路 (1)滤波的基本概念 滤波电路利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同,实现滤波.电容器C对直流开路,对交流阻抗小,所以C应该并联在负载两端.电感器L对直流阻抗小,对交流阻抗大,因此L 应与负载串联.经过滤波电路后,既可保留直流分量、又可滤掉一部分交流分量,改变了交直流成分的比例,减小了电路的脉动系数,改善了直流电压的质量. (2)电容滤波电路 现以单相桥式电容滤波整流电路为例来说明.电容滤波电路如图15.06所示,在负载电阻上并联了一个滤波电容C. 图15.06电容滤波电路 当v2到达90°时,v2开始下降.先假设二极管关断,电容C就要以指数规律向负载RL放电.指数放电起始点的放电速率很大. (3)滤波原理 若电路处于正半周,二极管D

1、D3导通,变压器次端电压v2给电容器C 充电.此时C 相当于并联在v2上,所以输出波形同v2 ,是正弦形. 图15.07电容滤波波形图 所以,在t1到t2时刻,二极管导电,C充电,vC=vL 按正弦规律变化;

t2到t3时刻二极管关断,vC=vL按指数曲线下降,放电时间常数为RLC.电容滤波过程见图15.07. 在刚过90°时,正弦曲线下降的速率很慢.所以刚过90°时二极管仍然导通.在超过90°后的某个点,正弦曲线下降的速率越来越快,当刚超过指数曲线起始放电速率时,二极管关断. 需要指出的是,当放电时间常数RLC增加时,t1点要右移, t2点 要左移,二极管关断时间加长,导通角减小,见曲线3;

反之,RLC减少时,导通角增加.显然,当RL很小,即IL很大时,电容滤波的效果不好,见图15.08滤波曲线中的2.反之,当RL很大,即IL很小时,尽管C较小, RLC仍很大,电容滤波的效果也很好,见滤波曲线中的3.所以电容滤波适合输出电流较小的场合. 问题:有C 无RL 即空载,此时VC=VL=? 图15.08 电容滤波的效果 (动画15-3) (动画15-4) (4)电容滤波的计算 电容滤波的计算比较麻烦,因为决定输出电压的因素较多.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: 另一种是在RLC=(3?5)T/ 2的条件下,近似认为VL=VO=1.2V2 .(或者,电容滤波要获得较好的效果,工程上也通常应满足?RLC≥6~10.) (5)外特性 整流滤波电路中,输出直流电压VL随负载电流 IO的变化关系曲线如图15.09所示. 图15.09 整流滤波电路的外特性 名称VL(空载 ) V L ( 带载 ) 二极管反向 最大电压 每管平均 电流 半波整流