直流稳压电源的组成框图如图所示:
①变压环节:利用工频变压器,将电网电压变换为所需的交流电压,一般用降压变压器;
②整流环节:利用二极管或晶闸管的单向导电性,把交流电变换为单一方向的脉动直流电;
③滤波环节:将脉动直流电压中的脉动成分加以滤除,得到比较平滑的直流电压;
④稳压环节:在电网电压波动和负载变化时,保持直流输出电压的稳定,小功率稳压电源常用集成三端稳压器实现。
接下来,分环节介绍每个环节的基本原理及实现方法。
首先是整流电路,整流是把交流电转换为直流电的第一步,主要解决一个问题:电流的方向。 我们都知道交流电的方向有正负,就像京津城际铁路,每趟列车往返于京津两地; 直流电却是单向流动,就像高速公路上不允许调头,只能往前开。 所以要把交流电转换为直流电,首要解决的就是方向,在电路中用于解决这个问题的就是整流电路。
常用的整流电路有半波整流和全波整流之分,为了说明半波整流与全波整流的区别,在此,我将用MULTISIM14进行电路的模拟仿真。
一、半波整流
1. 仿真数据:
注:图中的蓝色-通道A是整流之前的波形,红色-通道B是整流之后的波形
2. 工作原理:
二极管的单向导电性
(1)输入正半周波形时,二极管D1导通,电阻RL两端得到正半周的波形;
(2)输入负半周波形时,二极管D1截止,电阻RL两端无波形。
传输时,波形只有一半传到负载上,故称为半波整流。 负载得到的直流电称为单向脉动直流电。
3. 输入输出电压关系:
其中,万用表1所测为输入电压U2,即变压器二次侧端电压有效值; 万用表2所测为输出电压UL,即负载端电压有效值,
4. 二极管的选择要求:
①设IF为负载平均电流参考值,则应满足
②设URM为最大电压参考值,
为二极管承受的最大反向电压值,则
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