直流稳压电源整流电路简单的计算公式[上]
直流稳压电源整流二极管可用半导体锗或硅等资料制作。硅直流稳压电源整流二极管的击穿电压高,反向漏电流小,高温功能杰出。一般高压大功率直流稳压电源整流二极管都用高纯单晶硅制作。这种器材的结面积较大,能通过较大电流(可达上千安),但作业频率不高,一般在几十千赫以下。直流稳压电源整流二极管首要用于各种低频直流稳压电源整流电路。
直流稳压电源整流电路分类:
单向、三相与多项直流稳压电源整流电路;
还可分为半波、全波、桥式直流稳压电源整流电路;
又可分为可控与不可控;当悉数或部分直流稳压电源整流元件为可控硅(晶闸管)时称可控直流稳压电源整流电路
(一) 不可控直流稳压电源整流电路
1、 单向二极管半波直流稳压电源整流电路
半波整说是以"献身"一半沟通为价值而交换直流稳压电源整流作用的,电流利用率很低;因而常用在高电压、小电流的场合,而在一般无线电设备中很少选用。
输出直流电压U=0.45U2
流过二极管均匀电流 I=U/RL=0.45U2/RL
二极管截止接受的最大反向电压是 Um反=1.4U2
2、 单向二极管全波直流稳压电源整流电路
因而称为全波直流稳压电源整流,全波直流稳压电源整流不只利用了正半周,并且还奇妙有利地势用了负半周,从而大大地进步了直流稳压电源整流功率(Usc=0.9e2,比半波直流稳压电源整流时大一倍)
别的,这种电路中,每只直流稳压电源整流二极管接受的最大反向电压,是变压器次级电压最大值的两倍,因而需用能接受较高电压的二极管。
输出直流电压U=0.9U2
流过二极管均匀电流只是负载均匀电流的一半,即流过负载的电流I=0.9U2/RL流过二极管电流I=0.45U2/RL
二极管截止时接受2.8U2的反向电压
因而挑选二极管参数的依据与半波直流稳压电源整流电路比较有所不同,因为沟通正负两个半周均有电流流过负载,因而变压器的利用率比半波直流稳压电源整流高。
二极管全波直流稳压电源整流的另一种方式即桥式直流稳压电源整流电路,是现在小功率整
流电路最常用的直流稳压电源整流电路。
3、 二极管全波直流稳压电源整流的定论都适用于桥式直流稳压电源整流电路,不同点仅是每个二极管接受的反向电压比全波直流稳压电源整流小了一半。
桥式电路中每只二极管接受的反向电压等于变压器次级电压的最大值,比全波整洗电路小一半!
U=0.9U2
流过负载电流I=0.9U2/RL
流过二极管电流I=0.45U2/RL
二极管截止接受反向电压U=1.4U2
别的,在高电压或大电流的状况下,如果手头没有接受高电压或整定大电滤的直流稳压电源整流元件,能够把二极管串联或并联起来运用。
图5-7 示出了二极管并联的状况:两只二极管并联、每只分管电路总电流的一半,三只二极管并联,每只分管电路总电流的三分之一。总之,有几只二极管并联,"流经每只二极管的电流就等于总电流的几分之一。可是,在实践并联运用时",因为各二极管特性不完全共同,不能均分所通过的电流,会使有的管子困负担过重而焚毁。因而需在每只二极管上串联一只阻值相同的小电阻器,使各并联二极管流过的电流挨近共同。这种均流电阻R一般选用零点几欧至几十欧的电阻器。电流越大,R应选得越小。
图5-8示出了二极管串联的状况。显然在理想条件下,有几只管子串联,每只管子接受的反向电压就应等于总电压的几分之一。但因为每只二极管的反向电阻不尽相同,会造成电压分配不均:内阻大的二极管,有可能因为电压过高而被击穿,并由此引起连锁反应,逐个把二极管击穿。在二极管上并联的电阻R,能够使电压分配均匀。
4、1)滤波电容未接入时的半波直流稳压电源整流电路
输出电压与变压器次级的电流(即流过二极管的电流)纹波大,输出直流电压比较小,为0.45U2
2)负载开路时候半波直流稳压电源整流电路:
输出电压波纹为零,为理想的直流电压且输出直流电压高
输出电压坚持1.414U2不变
3)有载状况下电容滤波直流稳压电源整流电路
当二极管截止时,电容两端电压就不能坚持不变,电容向负载放电,负载电流等于电容的放电电流;输出电压可到达1-1.2U2。
当电容C愈大,放电进行愈慢,将使截止期加长,在安稳状况下,电容C在一个周期内充电电荷等于放电电荷。故当截止期加长,导通时刻相对缩短,充电电流将相对地增大。我们知道,在电流均匀值相同条件下,脉冲的宽度愈窄,幅度愈高,其有效值愈大,故具有电容滤波的直流稳压电源整流电路,在输出直流电流相同的条件下,二极管的发热较为严峻。滤波电容愈大,这种现象也愈显著。特别在开机瞬间,这时滤波电容C上未充电,故其开端几周的充电电流不光幅值大,并且持续时刻长。为了约束二极管的电流,有时给二极管串一限流电阻,但导致一定功率的损耗。可是滤波电容越大,滤波作用越好。
一般以为滤波电路的放电时刻常数CRL比沟通电源周期T大三至五倍,滤波作用能令人满意;即C≥(3-5)T/RL;可用于半波直流稳压电源整流滤波电路挑选电容的预算公式。
4)直流稳压电源整流器首要参数对输出电压的影响
1、固定负载电阻RL滤波电容C,改变直流稳压电源整流器内阻。
当直流稳压电源整流器内阻增大时,充电电流在内阻上所发生的电压大,电容两端可能电压减小,输出电压减小,纹波电压改变不大
1、 固定直流稳压电源整流器内阻和滤波电容。当负载电阻减小时,放电速度加速,输出电压减小,波纹增大。因而这种电路适用于电流较小的场合。
5)具有电容滤波的单向全波和桥式直流稳压电源整流器
输出直流电压仍为U=(1-1.2)U2
滤波电容的预算,因为电容放电时刻比半波缩短一半,C≥(3-5)T/2RL(注:进步频率能够下降对滤波电容的容量)
在桥式直流稳压电源整流或全波直流稳压电源整流电路中,若无电容滤波,输出电压U=0.9U2
若有电容滤波,但负载开路时,则有输出电压为U=1.4U2
有电容滤波并且有负载的状况息,输出电压介于0.9-1.4U2之间
所哟滤波作用为RLC=(2-5)T/2
如果直流稳压电源整流电路内阻很小,一般能够为输出电压为1.2U2
6)电感滤波电路
直流稳压电源整流电路输出端通过一个串联电感线圈再接到负载电感能够发生滤波作用。
能够这样了解:直流稳压电源整流后的沟通成分大部分降在电感线圈上,而直流成分基本上在负载上,输出电感的沟通成分大大减小。电感量愈大,负载RL愈小,输出直流电压就愈平稳,滤波作用就愈大。
因为电感滤波电路输出电压巨细与负载巨细无关,而负载电阻RL愈小(输出电流大),滤波作用愈好,因而适合用于负载电流较大的场合。
7)其他方式的滤波电路
1、电感电容倒L型滤波电路:不管对小电流和较大带电流的负载都能起到很好的滤波作用
2、π型滤波电路
相当于一级电容滤波和一级倒L型滤波电路串联而成。因而可进一步进步滤波作用
1、 RC滤波电路
输出直流电压为U=RL/(RL+R) 因为R会影响输出直流电压巨细
因而适合小电流状况下作业
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