2022-2023学年高二物理竞赛课件：直流电源

1 直流电源 2 直流电源的组成及各部分的作用 整流电路 直流电源 滤波电路 稳压二极管稳压电路 串联型稳压电路 开关型稳压电路 3 直流电源的组成及各部分的作用 改变电压值通常为降压 交流变脉动的直流 减小脉动 1) 负载变化输出电压基本不变； 2) 电网电压变化输出电压基本不变。 直流电源是能量转换电路，将220V（或380V）50Hz的交流电转换为直流电。 半波整流 全波整流 在分析电源电路时要特别考虑的两个问题：允许电网电压波动±10％，且负载有一定的变化范围。 4 9.2 整流电路 ----单相整流电路 对整流电路要研究清楚以下问题： 1. 电路的工作原理：二极管工作状态、波形分析 2. 输出电压和输出电流的平均值：输出为脉动的直流电压 3. 整流二极管的选择：二极管承受的最大整流平均电流和最高反向工作电压 为分析问题简单起见，设二极管为理想二极管，变压器内阻为0。 整流二极管的伏安特性： 实际特性 理想化特性 正向导通电压为0，正向电阻为0。 5 1、单相半波整流电路 u1 u2 Tr D RL uo Tr：整流变压器 D：理想二极管 UD >0，D导通；UD=0，I取决于外电路； UD  0，D截止； I =0，UD （负值）取决于外电路。 RL：负载电阻 u1， u2 ：正弦波 6 u1 u2 RL uo io iD uD u2>0时，二极管导通， 一、工作原理 u2<0时，二极管截止， uo io t w u2 t w uD uo=u2 ， uD=0 uo= 0 ， uD= u2 Tr D 7 二、主要参数 输出电压平均值： 输出电流平均值：  2 UO IO 脉动系数： 基波电压峰值 整流输出电压的脉动系数S定义为整流输出电压的基波峰值UO1M与输出电压平均值UO(AV)之比。 uo io 8 二极管上承受的最高反向电压： 二极管的平均电流： 三、整流元件选择 选择依据： 二极管上承受的最高反向电压： URmax 二极管上的平均电流： ID（AV） 最大整流电流 IF IF  1.1 ID(AV) 最大反向工作电压UR UR  1.1URmax 9 ［例]在图示整流电路中，已知变压器副边电压有效值U2=30V，负载电阻RL=100，试问： （1）负载电阻RL上的电压平均值和电流平均值各为多少？ （2）电网电压波动范围是±10% ，二极管承受的最大反向电压和流过的最大电流平均值各为多少？ 解： （1）负载电阻上电压平均值 流过负载电阻的电流平均值 （2）二极管承受的最大反向电压 二极管流过的最大电流平均值 D RL + - uO + - uD ～220V 50Hz A B 10 u1 u2 RL uo io iD uD 单相半波整流电路 优点：电路简单易行，所用二极管数量少； 缺点：只利用了交流电压的半个周期，输出电压低，交流分量大（即脉动大），效率低。  2 uo io 仅适用于整流电流较小、对脉动要求不高的场合。 11 整流桥 一、电路 2、单相桥式整流电路 u1 u2 Tr D4 D2 D1 D3 RL u0 简化画法 u1 u2 Tr RL u0 12 u2 uD4,uD2 uD3,uD1 uo u2 D4 D2 D1 D3 RL u0 $