直流穩(wěn)壓電源單元電路設(shè)計(jì)
1、直流穩(wěn)壓電源橋式整流電路
除去半周、圖下半周的整流方法，叫半波整流。不難看出，半波整說(shuō)是以"犧牲"一半交流為代價(jià)而換取整流效果的，電流利用率很低（計(jì)算表明，整流得出的半波電壓在整個(gè)周期內(nèi)的平均值，即負(fù)載上的直流電壓Usc =0.45e2 ）因此常用在高電壓、小電流的場(chǎng)合，而在一般無(wú)線電裝置中很少采用。全波整濾電路，需要變壓器有一個(gè)使兩端對(duì)稱(chēng)的次級(jí)中心抽頭，這給制作上帶來(lái)很多的麻煩。另外，這種直流穩(wěn)壓電源電路中，每只整流二極管承受的最大反向電壓，是變壓器次級(jí)電壓最大值的兩倍，因此需用能承受較高電壓的二極管。為了克服半波整流、全波整流的缺點(diǎn)，常采用橋式整流電路如圖5.1.1所示。設(shè)變壓器二次電壓U2 =2sinwt,在U2的正半周,a點(diǎn)為正，b點(diǎn)為負(fù)時(shí)V1 V3承受正向電壓而導(dǎo)通，此時(shí)電流流過(guò)Rl即（a-V1-Rl-V3-b）此時(shí)，V2 V4反偏而截止，Rl得到一個(gè)半波電壓。若略去二極管正向壓降，U0=U2在U2的負(fù)半周，即a點(diǎn)為負(fù)b點(diǎn)為正，V1、V3反偏而截止V2、V4正偏而導(dǎo)通。此時(shí)電流流過(guò)Rl即（b-V2-Rl-V4-a）RL得到一相同的半波電壓略去二極管正向壓降。U0=-U2由此可見(jiàn)，在交流電壓U2的整個(gè)周期始終有同向的電流流過(guò)負(fù)載 故RL上得到單方全波脈動(dòng)的直流電壓。可見(jiàn)，橋式整流電路輸 電壓為半波整流電路輸出電壓的兩倍。所以，橋式整流電路輸出電壓平均值為：U0=0.9U2橋式整流電路中，由于每?jī)芍欢O管只導(dǎo)通半個(gè)周期。故流過(guò)每只二極管平均電流為負(fù)載電流的一半，即：ID =0.5 XU0/RL=0.45U2/RL，在U2的正半周，V1、V3導(dǎo)通時(shí)，可將他們看成短路。V2、V4就并聯(lián)在U2上，其承受的反向電壓為：URM =1.4U2 V2、V4導(dǎo)通時(shí)通理。由以上分析可知，橋式整流電路與半波整流電路相比較，其直流穩(wěn)壓電源輸出電壓U0提高，脈動(dòng)成分就減少了。
2、直流穩(wěn)壓電源電容濾波電路
最基本的直流穩(wěn)壓電源濾波元件是電感、電容。其濾波原理是：利用這些電抗元件在整流二極管導(dǎo)通期間儲(chǔ)存能量、在截止期間釋放能量的作用，使輸出電壓變得比較平滑；或從另一角度來(lái)看，電容、電感對(duì)交、直流成分反映出來(lái)的阻抗不同，把它們合理地安排在電路中，即可達(dá)到降低交流成分而保留直流成分的目的，體現(xiàn)出濾波作用。
常用的直流穩(wěn)壓電源濾波電路有無(wú)源濾波和有源濾波兩大類(lèi)。其中無(wú)源濾波的主要形式有電容濾波，電感濾波和復(fù)式濾波（包括倒L型LC濾波，π型LC濾波和π型RC濾波等）。直流穩(wěn)壓電源的主要形式是有源RC濾波
1. 加了電容濾波之后，輸出電壓的直流成分提高了，而脈動(dòng)成分降低了。這都是由于電容的儲(chǔ)能作用造成的。電容在二極管導(dǎo)通時(shí)充電（儲(chǔ)能），截止時(shí)放電（將能量釋放給負(fù)載），不但使輸出電壓的平均值增大，而且使其變得比較平滑了。
2．電容的放電時(shí)間常數(shù)（τ＝RLC）愈大，放電愈慢，輸出電壓愈高，脈動(dòng)成分也愈少，即濾波效果愈好。故一般C取值較大，RL也要求較大。實(shí)際中常按下式來(lái)選取C的值：
RLC≥（3～5＞T（半波） GS0714
RLC≥（3～5）T／2（全波、橋式） GS0715
3．電容濾波電路中整流二極管的導(dǎo)電時(shí)間縮短了，即導(dǎo)通角小于180°。而且，放電時(shí)間常數(shù)越大，導(dǎo)通角越小。因此，整流二極管流過(guò)的是一個(gè)很大的沖擊電流，對(duì)管子的壽命不利，選擇二極管時(shí)，必須留有較大余量。
4. 電容濾波電路的外特性（指UL與IL之間的關(guān)系）和脈動(dòng)特性（指S與IL 之間的關(guān)系）比較差，如圖Z0712 所示。可以看出輸出電壓UL和脈動(dòng)系數(shù)S隨著輸出電流IL 的變化而變化。當(dāng)IL＝0（即RL= ∞ ）時(shí)，UL = U2（電容充電到最大值后不再放電），S = 0。當(dāng)IL增大（即RL減小）時(shí)，由于電容放電程度加快而使UL下降，UL 的變化范圍在 U2 ～0.9 U2之間（指全波或橋式），S變大。所以，電容濾波一般適用于負(fù)載電流變化不大的場(chǎng)合。
5．電容濾波電路輸出電壓的佑算。如果電容濾波電路的放電時(shí)間常數(shù)按式GS0714或GS0715 取值的話，則輸出電壓分別為：
UL＝（0.9～1.0）U2 （半波） GS0716
UL＝（1.1～1.2）U2 （全波） GS0717
3、直流穩(wěn)壓電源三端集成穩(wěn)壓器
由于輸入電壓u1發(fā)生波動(dòng)、負(fù)載和溫度發(fā)生變化時(shí)，濾波電路輸出的直流電壓UI會(huì)隨著變化。因此，為了維持輸出電壓UI穩(wěn)定不變，還需加一級(jí)穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng)外界因素（電網(wǎng)電壓、負(fù)載、環(huán)境溫度）發(fā)生變化時(shí)，能使輸出直流電壓不受影響，而維持穩(wěn)定的輸出。穩(wěn)壓電路一般采用集成穩(wěn)壓器和一些外圍元件所組成。采用集成穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)的穩(wěn)壓電源具有性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。集成穩(wěn)壓器的類(lèi)型很多，在小功率直流穩(wěn)壓電源中，普遍使用的是三端穩(wěn)壓器。按輸出電壓類(lèi)型可分為固定式和可調(diào)式，此外又可分為正電壓輸出或負(fù)電壓輸出兩種類(lèi)型。
技術(shù)FAQ
簡(jiǎn)述直流穩(wěn)壓電源在橋式整流和電容濾波電路的設(shè)計(jì)
時(shí)間：2018-08-28 11:58:45 點(diǎn)擊：194; 關(guān)鍵詞：直流穩(wěn)壓電源
