[导读]一般直流稳压电源都使用220伏市电作为电源,经过变压、整流、滤波后输送给稳压电路进行稳压,最终成为稳定的直流电源。这个过程中的变压、整流、滤波等电路可以看作直流稳压电源的基础电路,没有这些电路对市电的前期处理,稳压电路将无法正常工作。
一般直流稳压电源都使用220伏市电作为电源,经过变压、整流、滤波后输送给稳压电路进行稳压,最终成为稳定的直流电源。这个过程中的变压、整流、滤波等电路可以看作直流稳压电源的基础电路,没有这些电路对市电的前期处理,稳压电路将无法正常工作。
通常直流稳压电源使用电源变压器来改变输入到后级电路的电压。电源变压器由初级绕组、次级绕组和铁芯组成。初级绕组用来输入电源交流电压,次级绕组输出所需要的交流电压。通俗的说,电源变压器是一种电→磁→电转换器件。即初级的交流电转化成铁芯的闭合交变磁场,磁场的磁力线切割次级线圈产生交变电动势。次级接上负载时,电路闭合,次级电路有交变电流通过。变压器的电路图符号见图2-3-1。
经过变压器变压后的仍然是交流电,需要转换为直流电才能提供给后级电路,这个转换电路就是整流电路。在直流稳压电源中利用二极管的单项导电特性,将方向变化的交流电整流为直流电。
半波整流电路见图2-3-2。其中B1是电源变压器,D1是整流二极管,R1是负载。B1次级是一个方向和大小随时间变化的正弦波电压,波形如图 2-3-3(a)所示。0~π期间是这个电压的正半周,这时B1次级上端为正下端为负,二极管D1正向导通,电源电压加到负载R1上,负载R1中有电流通过;π~2π期间是这个电压的负半周,这时B1次级上端为负下端为正,二极管D1反向截止,没有电压加到负载R1上,负载R1中没有电流通过。在 2π~3π、3π~4π等后续周期中重复上述过程,这样电源负半周的波形被“削”掉,得到一个单一方向的电压,波形如图2-3-3(b)所示。由于这样得到的电压波形大小还是随时间变化,我们称其为脉动直流。
设B1次级电压为E,理想状态下负载R1两端的电压可用下面的公式求出:
由于半波整流电路只利用电源的正半周,电源的利用效率非常低,所以半波整流电路仅在高电压、小电流等少数情况下使用,一般电源电路中很少使用。
由于半波整流电路的效率较低,于是人们很自然的想到将电源的负半周也利用起来,这样就有了全波整流电路。全波整流电路图见图2-3-6。相对半波整流电路,全波整流电路多用了一个整流二极管D2,变压器B1的次级也增加了一个中心抽头。这个电路实质上是将两个半波整流电路组合到一起。在0~π期间B1次级上端为正下端为负,D1正向导通,电源电压加到R1上,R1两端的电压上端为正下端为负,其波形如图2-3-7(b)所示,其电流流向如图2-3-8所示;在π~2π期间B1次级上端为负下端为正,D2正向导通,电源电压加到R1上,R1两端的电压还是上端为正下端为负,其波形如图2-3-7(c)所示,其电流流向如图2-3-9所示。在2π~3π、3π~4π等后续周期中重复上述过程,这样电源正负两个半周的电压经过D1、D2整流后分别加到R1两端,R1上得到的电压总是上正下负,其波形如图2-3-7(d)所示。
设B1次级电压为E,理想状态下负载R1两端的电压可用下面的公式求出:
全波整流电路每个整流二极管上流过的电流只是负载电流的一半,比半波整流小一倍。
由于全波整流电路需要特制的变压器,制作起来比较麻烦,于是出现了一种桥式整流电路。这种整流电路使用普通的变压器,但是比全波整流多用了两个整流二极管。由于四个整流二极管连接成电桥形式,所以称这种整流电路为桥式整流电路。
由图2-3-13可以看出在电源正半周时,B1次级上端为正,下端为负,整流二极管D4和D2导通,电流由变压器B1次级上端经过D4、R1、D2回到变压器B1次级下端;由图2-3-14可以看出在电源负半周时,B1次级下端为正,上端为负,整流二极管D1和D3导通,电流由变压器B1次级下端经过 D1、R1、D3回到变压器B1次级上端。R1两端的电压始终是上正下负,其波形与全波整流时一致。
设B1次级电压为E,理想状态下负载R1两端的电压可用下面的公式求出:
桥式整流电路每个整流二极管上流过的电流是负载电流的一半,与全波整流相同。
通常情况下桥式整流电路都简化成图2-3-17的形式。
前面介绍的三种整流电路输出电压都小于输入交流电压的有效值,如果需要输出电压大于输入交流电压有效值时可以采用倍压电路,见图2-3-18。由图 2-3-19可知,在电源的正半周,变压器B1次级上端为正下端为负,D1导通,D2截止,C1通过D1充电,充电后C1两端电压接近B1次级电压峰值,方向为左端正右端负;由图2-3-20可知,在电源的负半周,变压器B1次级上端为负下端为正,D1截止,D2导通,C2通过D1充电,充电后C2两端电压接近C1两端电压与B1次级电压峰值之和,方向为下端正上端负。由于负载R1与C1并联,当R1足够大时,R1两端的电压即为接近2倍B1次级电压。
二倍压整流电路还有另外一种形式的画法,见图2-3-21,其原理与图2-3-18完全一致,只是表现形式不一样。
二倍压电路还可以很容易的扩展为n倍压电路,具体电路见图2-3-22。
交流电经过整流后得到的是脉动直流,这样的直流电源由于所含交流纹波很大,不能直接用作电子电路的电源。滤波电路可以大大降低这种交流纹波成份,让整流后的电压波形变得比较平滑。
电容滤波电路图见图2-3-23,电容滤波电路是利用电容的充放电原理达到滤波的作用。在脉动直流波形的上升段,电容C1充电,由于充电时间常数很小,所以充电速度很快;在脉动直流波形的下降段,电容C1放电,由于放电时间常数很大,所以放电速度很慢。在C1还没有完全放电时再次开始进行充电。这样通过电容C1的反复充放电实现了滤波作用。滤波电容C1两端的电压波形见图2-3-24(b)。
电感滤波电路图见图2-3-26。电感滤波电路是利用电感对脉动直流的反向电动势来达到滤波的作用,电感量越大滤波效果越好。电感滤波电路带负载能力比较好,多用于负载电流很大的场合。
使用两个电容和一个电阻组成RC滤波电路,又称π型RC滤波电路。见图2-3-27所示。这种滤波电路由于增加了一个电阻R1,使交流纹波都分担在R1上。R1和C2越大滤波效果越好,但R1过大又会造成压降过大,减小了输出电压。一般R1应远小于R2。
与RC滤波电路相对的还有一种LC滤波电路,这种滤波电路综合了电容滤波电路纹波小和电感滤波电路带负载能力强的优点。其电路图见图2-3-28。
当对滤波效果要求较高时,可以通过增加滤波电容的容量来提高滤波效果。但是受电容体积限制,又不可能无限制增大滤波电容的容量,这时可以使用有源滤波电路。其电路形式见图2-3-29,其中电阻R1是三极管T1的基极偏流电阻,电容C1是三极管T1的基极滤波电容,电阻R2是负载。这个电路实际上是通过三极管T1的放大作用,将C1的容量放大β倍,即相当于接入一个(β+1)C1的电容进行滤波。
图2-3-29中,C1可选择几十微法到几百微法;R1可选择几百欧到几千欧,具体取值可根据T1的β值确定,β值高,R可取值稍大,只要保证T1的集电极-发射极电压(UCE)大于1.5V即可。T1选择时要注意耗散功率PCM必须大于UCEI,如果工作时发热较大则需要增加散热片。
有源滤波电路属于二次滤波电路,前级应有电容滤波等滤波电路,否则无法正常工作。
注:U为负载两端电压值;I为负载上电流值;e为整流二极管压降,一般取0.7V。
|
|
|
|
|
|
|
|
|
结构简单。由于大容量滤波电容的广泛使用,克服了滤波效果稍差的缺点,广泛用于各类电源电路。
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-END-
| 整理文章为传播相关技术,版权归原作者所有 |
| 如有侵权,请联系删除 |
【1】PCB设计中避免出现电磁问题的6个技巧
【2】PCB叠层设计,就这么做!
【3】七大步骤教你确定PCB布局和布线!
【4】看呆!技术宅在家这么玩PCB!
【5】必看!什么是PCB回流?又该如何解决?
免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!
扫描二维码,关注更多精彩内容
本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
利用LogiCoA™微控制器,以更低功耗实现与全数字控制电源同等的功能
关键字:
微控制器
电源
CPU
甲类电源是一种开关式电源,它通过快速开关来控制电压,使输出电压保持恒定。甲类电源的输出电流波形接近直流,能够提供高效率和高功率输出。
关键字:
甲类电源
线性电源
电源
复位电路是一种用来使电路恢复到起始状态的电路设备,它的操作原理与计算器有着异曲同工之妙,只是启动原理和手段有所不同。复位电路,就是利用它把电路恢复到起始状态
关键字:
复位电路
电容
电源
TDK株式会社(东京证券交易所代码:6762)新近推出了爱普科斯 (EPCOS) B43659系列焊片式铝电解电容器。新系列元件是一款结构更紧凑的新一代通用型产品,工作电压为450 V(直流),具有更高的CV值,功能及适...
关键字:
电容器
光伏逆变器
电源
开关电源作为电子设备中的核心部件,负责将交流电转换为稳定的直流电,为设备的正常运行提供可靠的电力保障。然而,随着使用时间的增长和外部环境的变化,开关电源也可能出现故障,影响其正常工作。本文将重点介绍开关电源的常见故障及其...
关键字:
开关电源
电源
电子设备
开关电源作为电子设备中的关键部件,其稳定性和可靠性对于设备的正常运行至关重要。然而,在使用过程中,开关电源有时也会出现故障,需要进行维修。本文将为您详细介绍开关电源的维修步骤,帮助您快速解决电源问题,恢复设备的正常使用。
关键字:
开关电源
电源
电子设备
随着科技的飞速发展,电子设备已经渗透到我们生活的方方面面,从智能手机、电脑到家用电器,无一不需要稳定的电力供应。而在这背后,开关电源作为电力转换和管理的关键部件,正发挥着至关重要的作用。本文将深入探讨开关电源在现代科技中...
关键字:
开关电源
电源
在现代电子技术的飞速发展中,电源滤波器的应用变得日益广泛。作为电子设备中的关键组件,电源滤波器在抑制电磁干扰、提高设备性能、增强设备可靠性以及保护设备安全等方面发挥着至关重要的作用。那么,电源为什么要滤波呢?本文将从科技...
关键字:
电源
滤波器
高带宽和软开关拓扑是应对当前苛刻的电动汽车电源电子技术挑战的理想解决方案
关键字:
软开关拓扑
电动汽车
电源
尼得科株式会社将扩大其位于泰国的服务器用水冷模块CDU(Coolant Distribution Unit)生产线,计划在目前的月产能200 台基础上于 2024 年 6 月增加到每月 2,000 台。
关键字:
人工智能
电源
电路板
一直以来,开关电源都是大家的关注焦点之一。因此针对大家的兴趣点所在,小编将为大家带来开关电源的相关介绍,详细内容请看下文。
关键字:
电源
开关电源
在下述的内容中,小编将会对开关电源的相关消息予以报道,如果开关电源是您想要了解的焦点之一,不妨和小编共同阅读这篇文章哦。
关键字:
电源
开关电源
以下内容中,小编将对24V开关电源的相关内容进行着重介绍和阐述,希望本文能帮您增进对24V开关电源的了解,和小编一起来看看吧。
关键字:
电源
开关电源
本文中,小编将对开关电源予以介绍,如果你想对它的详细情况有所认识,或者想要增进对它的了解程度,不妨请看以下内容哦。
关键字:
电源
开关电源
开关管
在这篇文章中,小编将为大家带来开关电源的相关报道。如果你对本文即将要讲解的内容存在一定兴趣,不妨继续往下阅读哦。
关键字:
电源
开关电源
今天,小编将在这篇文章中为大家带来开关电源的有关报道,通过阅读这篇文章,大家可以对它具备清晰的认识,主要内容如下。
关键字:
电源
开关电源
开关电源适配器将是下述内容的主要介绍对象,通过这篇文章,小编希望大家可以对它的相关情况以及信息有所认识和了解,详细内容如下。
关键字:
适配器
电源
开关电源
充电器
在这篇文章中,小编将对开关电源适配器的相关内容和情况加以介绍以帮助大家增进对它的了解程度,和小编一起来阅读以下内容吧。
关键字:
适配器
电源
开关电源
一直以来,开关电源适配器都是大家的关注焦点之一。因此针对大家的兴趣点所在,小编将为大家带来开关电源适配器的相关介绍,详细内容请看下文。
关键字:
适配器
电源
开关电源
在下述的内容中,小编将会对开关电源变压器的相关消息予以报道,如果开关电源变压器是您想要了解的焦点之一,不妨和小编共同阅读这篇文章哦。
关键字:
电源
开关电源
开关电源变压器