技术FAQ
简述直流稳压电源在桥式整流和电容滤波电路的设计
时间:2018-08-28 11:58:45   点击:180;  关键词:直流稳压电源
直流稳压电源单元电路设计
 1、直流稳压电源桥式整流电路
除去半周、图下半周的整流方法,叫半波整流。不难看出,半波整说是以"牺牲"一半交流为代价而换取整流效果的,电流利用率很低(计算表明,整流得出的半波电压在整个周期内的平均值,即负载上的直流电压Usc =0.45e2 )因此常用在高电压、小电流的场合,而在一般无线电装置中很少采用。全波整滤电路,需要变压器有一个使两端对称的次级中心抽头,这给制作上带来很多的麻烦。另外,这种直流稳压电源电路中,每只整流二极管承受的最大反向电压,是变压器次级电压最大值的两倍,因此需用能承受较高电压的二极管。为了克服半波整流、全波整流的缺点,常采用桥式整流电路如图5.1.1所示。设变压器二次电压U2 =2sinwt,在U2的正半周,a点为正,b点为负时V1 V3承受正向电压而导通,此时电流流过Rl即(a-V1-Rl-V3-b)此时,V2 V4反偏而截止,Rl得到一个半波电压。若略去二极管正向压降,U0=U2在U2的负半周,即a点为负b点为正,V1、V3反偏而截止V2、V4正偏而导通。此时电流流过Rl即(b-V2-Rl-V4-a)RL得到一相同的半波电压略去二极管正向压降。U0=-U2由此可见,在交流电压U2的整个周期始终有同向的电流流过负载  故RL上得到单方全波脉动的直流电压。可见,桥式整流电路输 电压为半波整流电路输出电压的两倍。所以,桥式整流电路输出电压平均值为:U0=0.9U2桥式整流电路中,由于每两只二极管只导通半个周期。故流过每只二极管平均电流为负载电流的一半,即:ID =0.5 XU0/RL=0.45U2/RL,在U2的正半周,V1、V3导通时,可将他们看成短路。V2、V4就并联在U2上,其承受的反向电压为:URM =1.4U2  V2、V4导通时通理。由以上分析可知,桥式整流电路与半波整流电路相比较,其直流稳压电源输出电压U0提高,脉动成分就减少了。

2、直流稳压电源电容滤波电路
    最基本的直流稳压电源滤波元件是电感、电容。其滤波原理是:利用这些电抗元件在整流二极管导通期间储存能量、在截止期间释放能量的作用,使输出电压变得比较平滑;或从另一角度来看,电容、电感对交、直流成分反映出来的阻抗不同,把它们合理地安排在电路中,即可达到降低交流成分而保留直流成分的目的,体现出滤波作用。
    常用的直流稳压电源滤波电路有无源滤波和有源滤波两大类。其中无源滤波的主要形式有电容滤波,电感滤波和复式滤波(包括倒L型LC滤波,π型LC滤波和π型RC滤波等)。直流稳压电源的主要形式是有源RC滤波
 1. 加了电容滤波之后,输出电压的直流成分提高了,而脉动成分降低了。这都是由于电容的储能作用造成的。电容在二极管导通时充电(储能),截止时放电(将能量释放给负载),不但使输出电压的平均值增大,而且使其变得比较平滑了。
2.电容的放电时间常数(τ=RLC)愈大,放电愈慢,输出电压愈高,脉动成分也愈少,即滤波效果愈好。故一般C取值较大,RL也要求较大。实际中常按下式来选取C的值:
RLC≥(3~5>T(半波) GS0714
RLC≥(3~5)T/2(全波、桥式) GS0715
3.电容滤波电路中整流二极管的导电时间缩短了,即导通角小于180°。而且,放电时间常数越大,导通角越小。因此,整流二极管流过的是一个很大的冲击电流,对管子的寿命不利,选择二极管时,必须留有较大余量。
4. 电容滤波电路的外特性(指UL与IL之间的关系)和脉动特性(指S与IL 之间的关系)比较差,如图Z0712 所示。可以看出输出电压UL和脉动系数S随着输出电流IL 的变化而变化。当IL=0(即RL= ∞ )时,UL = U2(电容充电到最大值后不再放电),S = 0。当IL增大(即RL减小)时,由于电容放电程度加快而使UL下降,UL 的变化范围在 U2 ~0.9 U2之间(指全波或桥式),S变大。所以,电容滤波一般适用于负载电流变化不大的场合。
5.电容滤波电路输出电压的佑算。如果电容滤波电路的放电时间常数按式GS0714或GS0715 取值的话,则输出电压分别为:
    UL=(0.9~1.0)U2 (半波) GS0716
    UL=(1.1~1.2)U2 (全波) GS0717

3、直流稳压电源三端集成稳压器
由于输入电压u1发生波动、负载和温度发生变化时,滤波电路输出的直流电压UI会随着变化。因此,为了维持输出电压UI稳定不变,还需加一级稳压电路。稳压电路的作用是当外界因素(电网电压、负载、环境温度)发生变化时,能使输出直流电压不受影响,而维持稳定的输出。稳压电路一般采用集成稳压器和一些外围元件所组成。采用集成稳压器设计的稳压电源具有性能稳定、结构简单等优点。集成稳压器的类型很多,在小功率直流稳压电源中,普遍使用的是三端稳压器。按输出电压类型可分为固定式和可调式,此外又可分为正电压输出或负电压输出两种类型。

东莞市杉达电子有限公司  粤ICP备11103133号  全国售后服务热线:400-990-7988  网站管理

邮箱:postmaster@seadilly.com  地址:东莞市樟木头镇泰安荔园路13号;  关键词:直流稳压电源

粤公网安备 44190002003523号