电源电路PPT课件
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《DCDC电源电路经验》课件
通信系统中的DCDC电源电路
应用背景：通信系统中需要稳定的电源供应 功能：为通信设备提供稳定的电源 特点：高效率、低噪声、高可靠性 应用实例：基站、路由器、交换机等通信设备中的DCDC电源电路
工业控制中的DCDC电源电路
应用领域：工业自 动化、机器人、数 控机床等
功能：提供稳定、 可靠的电源输出
线性DCDC电源电路：优 点是输出电压稳定，缺点 是效率低
开关DCDC电源电路：优 点是效率高，缺点是输出 电压可能不稳定
应用：广泛应用于各种电 子设备，如手机、电脑、 家电等
DCDC电源电路设计
输入输出电压范围
输入电压范围：通常为10-30V
电压精度：一般要求达到±2%或更 高
添加标题
添加标题
DCDC电源电路的控制策略
电压控制模式
优点：简单易行，易于实现
电压控制模式：通过控制输 出电压来调节电源输出
缺点：输出电压可能不稳定， 需要额外的稳压措施
应用：适用于对输出电压要 求不高的场合
电流控制模式
电流模式：通过 控制电流来调节 输出电压
电压模式：通过 控制电压来调节 输出电流
混合模式：结合 电流模式和电压 模式，实现更精 确的控制
法规要求：满足日 益严格的环保和能 效法规要求
应用领域：拓展新 的应用领域，如电 动汽车、可再生能 源等
THANK YOU
汇报人：
减小体积：宽禁带半导体材料可以减小电源电路的体积，提高便携性
提高可靠性：宽禁带半导体材料可以提高电源电路的可靠性，延长使用寿命
降低成本：随着技术的发展，宽禁带半导体材料的成本有望降低，进一步推动其在电源 电路中的应用
未来挑战与展望
技术挑战：提高转 换效率、降低功耗、 提高稳定性等
《开关电源基础》课件
绿色环保
环保意识的提高促使开关电 源向更加绿色、环保的方向 发展，如采用高频化技术减 少电磁干扰和散热噪声等。
开关电源的应用前景展望
电动汽车与充电设施 随着电动汽车市场的不断扩大， 开关电源在充电设施领域的应用 将更加广泛，要求更高效率、更 安全可靠。
工业自动化与智能制造 工业自动化和智能制造领域对开 关电源的需求持续增长，要求其 具备高效、可靠、安全等特点。
开关电源的特点
总结词
高效率、高可靠性、体积小、重量轻
详细描述
开关电源具有高效率、高可靠性、体积小、重量轻等优点，在电子设备中广泛应 用。
开关电源的应用
总结词
计算机、通信、工业控制等领域
详细描述
开关电源在计算机、通信、工业控制等领域得到广泛应用，为各种电子设备提供稳定的电能供应。
02
开关电源的工作原理
冗余设计
采用并联、备份等冗余措施，提高电源的可用性和可靠性。
电磁兼容性设计
优化电路布局和元件选型，降低电磁干扰和噪声，提高电源的电 磁兼容性。
环境适应性设计
考虑电源在不同环境下的适应性，如温度、湿度、振动等，提高 电源的环境适应性。
05
开关电源的测试与调试
开关电源的测试项目
输入电压范围测试
检查开关电源在输入电压范围内的正 常工作情况，确保电源在各种电压条 件下都能稳定运行。
故障率。
开关电源的优化方法
最优控制策略
采用先进的控制算法，如PID、模糊控制等，实现快速响应、高精 度调节和高效运行。
元件选择与匹配
根据电路需求选择合适的元件类型和规格，优化元件参数匹配，降 低内阻和损耗。
热设计优化
合理设计散热结构和散热器，降低电源温升，提高元件寿命和电源 可靠性。
《开关电源资料》课件
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW ERA
《开关电源资料》ppt课件
• 开关电源概述 • 开关电源的工作原理 • 开关电源的类型 • 开关电源的设计与优化 • 开关电源的测试与验证 • 开关电源的发展趋势与展望
目录
CONTENTS
01
开关电源概述
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
小型化、轻量化、薄型化
总结词
随着电子设备的便携化和轻薄化，对开关电源的小型 化、轻量化、薄型化的需求也日益迫切。
详细描述
为了满足这一需求，开关电源不断探索新的材料、新的 工艺和新的设计理念。例如，采用新型的磁性材料和绝 缘材料，减小了电源的体积和重量；采用薄膜工艺和微 加工技术，实现了电源的薄型化设计；同时，通过优化 电路拓扑和控制算法，进一步减小了电源的体积和重量 。此外，一些新型的开关电源拓扑结构如LLC谐振半桥 等也在不断发展，为开关电源的小型化、轻量化、薄型 化提供了更多的可能性。
温湿度循环测试
模拟实际使用环境中的温湿度变化，检验开 关电源的适应性和可靠性。
短路与过载保护测试
验证开关电源在短路和过载情况下的保护功 能和可靠性。
开关电源的环境适应性测试
温度适应性测试
在不同温度条件下测试开关电源的性 能表现，确保满足宽温范围的工作需 求。
湿度适应性测试
在湿度环境下测试开关电源的性能表 现，确保满足湿度要求。
输入电压通过输入电路进入开关电源 。
输出电路将开关管输出的脉动电压平 滑为稳定的输出电压，供给负载使用 。
控制电路根据输入电压和输出电压的 反馈信号，调节开关管的通断时间， 从而调节输出电压和电流。
保护电路实时监测电源的工作状态， 在异常情况下及时切断电源或降低输 出，保护电源不受损害。
《开关电源资料》ppt课件
• 开关电源概述 • 开关电源的工作原理 • 开关电源的类型 • 开关电源的设计与优化 • 开关电源的测试与验证 • 开关电源的发展趋势与展望
目录
CONTENTS
01
开关电源概述
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
小型化、轻量化、薄型化
总结词
随着电子设备的便携化和轻薄化，对开关电源的小型 化、轻量化、薄型化的需求也日益迫切。
详细描述
为了满足这一需求，开关电源不断探索新的材料、新的 工艺和新的设计理念。例如，采用新型的磁性材料和绝 缘材料，减小了电源的体积和重量；采用薄膜工艺和微 加工技术，实现了电源的薄型化设计；同时，通过优化 电路拓扑和控制算法，进一步减小了电源的体积和重量 。此外，一些新型的开关电源拓扑结构如LLC谐振半桥 等也在不断发展，为开关电源的小型化、轻量化、薄型 化提供了更多的可能性。
温湿度循环测试
模拟实际使用环境中的温湿度变化，检验开 关电源的适应性和可靠性。
短路与过载保护测试
验证开关电源在短路和过载情况下的保护功 能和可靠性。
开关电源的环境适应性测试
温度适应性测试
在不同温度条件下测试开关电源的性 能表现，确保满足宽温范围的工作需 求。
湿度适应性测试
在湿度环境下测试开关电源的性能表 现，确保满足湿度要求。
输入电压通过输入电路进入开关电源 。
输出电路将开关管输出的脉动电压平 滑为稳定的输出电压，供给负载使用 。
控制电路根据输入电压和输出电压的 反馈信号，调节开关管的通断时间， 从而调节输出电压和电流。
保护电路实时监测电源的工作状态， 在异常情况下及时切断电源或降低输 出，保护电源不受损害。
邱关源电路三相电路PPT课件
*
三 相 负 载
W1
A
B
C
*
*
*
*
W2
三 相 负 载
W2
A
B
C
*
*
*
*
W1
三 相 负 载
W1
A
B
C
*
*
*
*
W2
若W1的读数为P1 , W2的读数为P2 ，则三相总功率为：
P=P1+P2
证明：
=P1+P2
三 相 负 载
W1
A
B
C
*
*
*
*
W2
在对称三相电路中： 式中φ为负载的阻抗角。 1 :uAC 与iA的相位差， 2 :uBC 与iB的相位差。 P=UACIAcos 1 + UBCIBcos 2
三相总功率： P=3Pp=3UpIpcos
1. 平均功率
A’
B’
C’
Z
Z
Z
A’
B’
C’
Z
Z
Z
*
1
注
2
为相电压与相电流的相位差角(阻抗角)，不要误以为是线电压与线电流的相位差。
3
cos为每相的功率因数，在对称三相制中三相功率因数： cos A= cos B = cos C = cos 。
4
，三角形连接负载(复)阻抗
，负载的三相功率
，求三相电源供出的功率P。
例1：
三角形连接负载相电流
线电流:
负载端三角形变换为星形，
则电源相电压：
线电压：
所以电源三相功率：
Z’
Z’
Z’
或：
解：
三 相 负 载
W1
A
B
C
*
*
*
*
W2
三 相 负 载
W2
A
B
C
*
*
*
*
W1
三 相 负 载
W1
A
B
C
*
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*
W2
若W1的读数为P1 , W2的读数为P2 ，则三相总功率为：
P=P1+P2
证明：
=P1+P2
三 相 负 载
W1
A
B
C
*
*
*
*
W2
在对称三相电路中： 式中φ为负载的阻抗角。 1 :uAC 与iA的相位差， 2 :uBC 与iB的相位差。 P=UACIAcos 1 + UBCIBcos 2
三相总功率： P=3Pp=3UpIpcos
1. 平均功率
A’
B’
C’
Z
Z
Z
A’
B’
C’
Z
Z
Z
*
1
注
2
为相电压与相电流的相位差角(阻抗角)，不要误以为是线电压与线电流的相位差。
3
cos为每相的功率因数，在对称三相制中三相功率因数： cos A= cos B = cos C = cos 。
4
，三角形连接负载(复)阻抗
，负载的三相功率
，求三相电源供出的功率P。
例1：
三角形连接负载相电流
线电流:
负载端三角形变换为星形，
则电源相电压：
线电压：
所以电源三相功率：
Z’
Z’
Z’
或：
解：
三相交流电源PPT课件
与线电压 ；三相电源为△形接法时的相电压 与线电压 。
【解析】三相电源Y形接法：相电压 =E=220V，线电压 =3 =380V。
三相电源△形接法：相电压 =E=220V，线电压 = =220V。
知识点精讲
三相发电机绕组接成三相四线制，测得三个相电压 = = =220V，三个线电压
以 为参考正弦量，则三相电动势的瞬时表达式为
= sin
2
)
3
2
+ )
3
= sin( −
= sin(
知识清单
三相交变电流的波形
三相电动势的波形图和相量图如图6-1-2所示。三相电动势随时间按正弦规律变化，它们到达
最大值（或零值）的先后顺序，叫作相序。 超前达最大值， 又超前 到达最大值，这种U-V-
相电压与线电压参考方向的规定：相电压的正方向是由首端指向中点N，例如电压 是由首端
1 指向中点N；线电压的方向，如电压 是由首端1 指向首端1 。
相电压与线电压之间的关系
2
3
三个相电压大小相等，在相位上相差 ；三个相电压互相对称,如图6-1-4所示。
知识清单
故两端线U和V之间的线电压应该是两个相应的相电压之差，即
2
线电压也是对称。
3
我们平常讲的电源电压为220V，即是指相电压；将电源电压为380V，即是指线电压。
知识点精讲
Y形联接的对称三相电源相电压之间的相位差是120°，线电压之间的相位差是
(
C )。
A.60°
B.90°
C.120°
D.150°
【解析】三相四线制电源的相电压和线电压都是对称的。
已知发电机三相绕组产生的电动势大小均为E=220V，试求：三相电源为Y形接法时的相电压
【解析】三相电源Y形接法：相电压 =E=220V，线电压 =3 =380V。
三相电源△形接法：相电压 =E=220V，线电压 = =220V。
知识点精讲
三相发电机绕组接成三相四线制，测得三个相电压 = = =220V，三个线电压
以 为参考正弦量，则三相电动势的瞬时表达式为
= sin
2
)
3
2
+ )
3
= sin( −
= sin(
知识清单
三相交变电流的波形
三相电动势的波形图和相量图如图6-1-2所示。三相电动势随时间按正弦规律变化，它们到达
最大值（或零值）的先后顺序，叫作相序。 超前达最大值， 又超前 到达最大值，这种U-V-
相电压与线电压参考方向的规定：相电压的正方向是由首端指向中点N，例如电压 是由首端
1 指向中点N；线电压的方向，如电压 是由首端1 指向首端1 。
相电压与线电压之间的关系
2
3
三个相电压大小相等，在相位上相差 ；三个相电压互相对称,如图6-1-4所示。
知识清单
故两端线U和V之间的线电压应该是两个相应的相电压之差，即
2
线电压也是对称。
3
我们平常讲的电源电压为220V，即是指相电压；将电源电压为380V，即是指线电压。
知识点精讲
Y形联接的对称三相电源相电压之间的相位差是120°，线电压之间的相位差是
(
C )。
A.60°
B.90°
C.120°
D.150°
【解析】三相四线制电源的相电压和线电压都是对称的。
已知发电机三相绕组产生的电动势大小均为E=220V，试求：三相电源为Y形接法时的相电压
电源基础知识介绍ppt课件
提供控制模块关断的逻辑功能
原边过温保护（OTP）
保护模块工作于一定的温度范围内，自身保护的一种
原边欠压保护（UVP）
自我保护的一种，同时也是保证系统正常工作的一种电路
原边限流保护（OCP）
模块自身的保护，保护在副边电路发生故障时，不使故障扩大
副边过压保护（OVP）
保护用户电路在模块发生故障时不会损坏
线性电源
8、线性电压调整器的设计考虑因素： 压差 输出电流 损耗功率 输入电压范围
线性电源
9、线性电压调整器的设计实例
开关电源
开关电源
定义：利用功率半导体器件使变压器工作在高频开关状态 （饱和导通或截止），利用L、C储能并通过PWM控制获得 需要的电压的装置。
1、开关电源的缺点与优点
及续流二极管承受过大电流。
Is Vo 2 VsR
开关电源
Boost升压变换器
Vin
L
D
Vo
S
C
R
稳态输入/输出关系
V0
1 V in
1 d
(0 < d < 1)
开关电源
Boost 电路的特点 1） 输入电流纹波小，输出电流纹波大。开关管、
二极管的电流总是脉动的。过大的电压、电流 应力容易损坏器件。 2）连续方式下，纹波电流随电感的增大而变小。 3）在BOOST电路中，不能空载，否则输出电压 很高，有可能损伤电路中器件。
开关电源
13、电源模块应用主要参数：
输入电压范围：48V 36出电压范围：额定±1％
输出额定电流：应用中超过该额定值，输出电压跌落，通常 模块设计中会有一定的裕度。
开关电源
9、非隔离DC/DC开关电源实例
BUCK型开关电源
原边过温保护（OTP）
保护模块工作于一定的温度范围内，自身保护的一种
原边欠压保护（UVP）
自我保护的一种，同时也是保证系统正常工作的一种电路
原边限流保护（OCP）
模块自身的保护，保护在副边电路发生故障时，不使故障扩大
副边过压保护（OVP）
保护用户电路在模块发生故障时不会损坏
线性电源
8、线性电压调整器的设计考虑因素： 压差 输出电流 损耗功率 输入电压范围
线性电源
9、线性电压调整器的设计实例
开关电源
开关电源
定义：利用功率半导体器件使变压器工作在高频开关状态 （饱和导通或截止），利用L、C储能并通过PWM控制获得 需要的电压的装置。
1、开关电源的缺点与优点
及续流二极管承受过大电流。
Is Vo 2 VsR
开关电源
Boost升压变换器
Vin
L
D
Vo
S
C
R
稳态输入/输出关系
V0
1 V in
1 d
(0 < d < 1)
开关电源
Boost 电路的特点 1） 输入电流纹波小，输出电流纹波大。开关管、
二极管的电流总是脉动的。过大的电压、电流 应力容易损坏器件。 2）连续方式下，纹波电流随电感的增大而变小。 3）在BOOST电路中，不能空载，否则输出电压 很高，有可能损伤电路中器件。
开关电源
13、电源模块应用主要参数：
输入电压范围：48V 36出电压范围：额定±1％
输出额定电流：应用中超过该额定值，输出电压跌落，通常 模块设计中会有一定的裕度。
开关电源
9、非隔离DC/DC开关电源实例
BUCK型开关电源
第7章直流电源ppt课件
1. 电路
2.工作原理 上升阶段:电源给负载 供 电，同时又给电容器C充 电，形成om段波形。
第七章 直流电源
下降阶段：在m点之后，电压下降，在n点之后，二极 管承受反向电压而截止，电容对负载电阻放电， 按放 电曲线nh下降，直到 的下一个半周 电源电压大于电 容电压时，二极管导通，电容器再次被充电。
二、工作原理
正常工作状态时 UF=UREF uA 0 放大器B的输出 只与三角波发生器产生的三角波有关，即放大器B的 输出脉冲电压的占空比q=50%；
UI的增加使输出电压增加时，UF UREF 放大器A输 出负电压 , T的导通时间变短了,输出电压下降。
第七章 直流电源
第五节 可控硅整流电路
一、可控硅的结构与导通条件 二、单结晶体管及触发电路 三、单相桥式可控整流电路
第七章 直流电源
一、可控硅的结构与导通条件
可控硅 (thyristor) 也称晶闸管 1.结构 四层半导体材料组成，
形成三个PN结
2.导通条件
①阳极和阴极之间加 正向电压UAK。 ②控制极和阴极之间 加正向触发电压UG。
第七章 直流电源
可控硅导通后，控制极便失去作用，依靠正反馈 仍可维持导通状态。 3. 关断的条件：
第七章 直流电源
2．单结晶体管的伏安特性曲线
突变点P称峰点，对应P点的电压UE称峰点电压 UP、电流IE称峰点电流IP。
曲线中的最低点V 称谷点，对应的电压和 电流分别称谷点电压UV 和谷点电流IV。 截止区、负阻区、饱和区
第七章 直流电源
3．单结晶体管振荡电路
接通电源后，经电阻R1和RP充电，电容电压uC 逐渐升高。
三、工作原理
当 uA ＞uT时，T导通，电源 通过调整管T向负载供电和 给电容C充电，同时电感L 储存能量。二极管D承受反 向电压而截止。
2.工作原理 上升阶段:电源给负载 供 电，同时又给电容器C充 电，形成om段波形。
第七章 直流电源
下降阶段：在m点之后，电压下降，在n点之后，二极 管承受反向电压而截止，电容对负载电阻放电， 按放 电曲线nh下降，直到 的下一个半周 电源电压大于电 容电压时，二极管导通，电容器再次被充电。
二、工作原理
正常工作状态时 UF=UREF uA 0 放大器B的输出 只与三角波发生器产生的三角波有关，即放大器B的 输出脉冲电压的占空比q=50%；
UI的增加使输出电压增加时，UF UREF 放大器A输 出负电压 , T的导通时间变短了,输出电压下降。
第七章 直流电源
第五节 可控硅整流电路
一、可控硅的结构与导通条件 二、单结晶体管及触发电路 三、单相桥式可控整流电路
第七章 直流电源
一、可控硅的结构与导通条件
可控硅 (thyristor) 也称晶闸管 1.结构 四层半导体材料组成，
形成三个PN结
2.导通条件
①阳极和阴极之间加 正向电压UAK。 ②控制极和阴极之间 加正向触发电压UG。
第七章 直流电源
可控硅导通后，控制极便失去作用，依靠正反馈 仍可维持导通状态。 3. 关断的条件：
第七章 直流电源
2．单结晶体管的伏安特性曲线
突变点P称峰点，对应P点的电压UE称峰点电压 UP、电流IE称峰点电流IP。
曲线中的最低点V 称谷点，对应的电压和 电流分别称谷点电压UV 和谷点电流IV。 截止区、负阻区、饱和区
第七章 直流电源
3．单结晶体管振荡电路
接通电源后，经电阻R1和RP充电，电容电压uC 逐渐升高。
三、工作原理
当 uA ＞uT时，T导通，电源 通过调整管T向负载供电和 给电容C充电，同时电感L 储存能量。二极管D承受反 向电压而截止。
《电源等效变换》课件
03 电源等效变换的方法与技 巧
电源等效变换的步骤
01
ห้องสมุดไป่ตู้
02
03
04
05
确定原始电路
列出原始电路的 电压和电…
进行电源等效变 换
重新列写电压和 电流关系
化简电路
首先明确原始电路的结构 和参数，包括电源、电阻 、电容、电感等元件及其 连接方式。
根据电路结构和参数，列 出原始电路的电压和电流 方程，以便后续分析。
自动控制系统
在自动控制系统中，电源等效变换 可用于模拟不同阻抗元件对系统性 能的影响，优化系统设计和控制效 果。
02 电源等效变换的基本原理
线性电阻电路的等效变换
总结词
线性电阻电路的等效变换是指通过改变电路中电阻的连接方 式，使得电路在输入和输出端表现出相同的电压和电流特性 。
详细描述
线性电阻电路的等效变换基于欧姆定律和基尔霍夫定律，通 过改变电阻的连接方式，使得电路在输入和输出端表现出相 同的电压和电流特性。这种变换可以简化电路的分析和设计 过程。
互感与理想变压器电路的等效变换
总结词
互感与理想变压器电路的等效变换是指将互感线圈和理想变压器转换为等效的电路元件，以便于分析 和计算。
详细描述
互感与理想变压器电路的等效变换是电路分析中的重要方法，可以将互感线圈和理想变压器转换为等 效的电路元件。这种变换可以简化电路的分析和设计过程，并且有助于理解电路的工作原理。互感与 理想变压器电路的等效变换需要考虑磁场耦合和电压、电流的比例关系等因素。
根据需要，将电路中的电 源进行等效变换，如串并 联电阻、电容、电感等元 件，以简化电路。
在完成电源等效变换后， 重新列写电压和电流方程 ，确保变换的正确性。
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19
5.2 滤波电路
5.2.1 电容滤波电路
1. 滤波原理
当电容两端电压下降到 uC u2时，二极管 VD 2 、VD 4
导通，再次对电容充电，电容两端电压沿CD曲线上升， 到D点后VD 2 、VD 4 截止，电容沿DE段曲线放电下降。
20
5.2 滤波电路
5.2.1 电容滤波电路
2. 电容滤波的特点
17
5.2 滤波电路
从能量角度来看，由于电抗元件有储能 作用，与负载并联的电容器，在电源供给的电 压升高时，它就把能量储存起来，而当电源电 压降低时，就把能量释放出来，使负载电压较 为平滑，即电容具有平波作用；与负载串联的 电感，当电源供给的电流增加时，电感就把能 量储存起来，而当电流减少时，又把能量释放 出来，使负载电流较为平滑，即电感具有平波 作用。
0.9U2
IO
0.9 U 2 RL
4. 二极管参数
URM 2U2
1 IVD2IO
0.45U2 RL
14
5.1 整流电路
5.1.3 单相桥式整流电路
5. 输出电压脉动系数
S4 2U2 /(3) 67% 2 2U2 /
15
5.1 整流电路
〖例5-1〗 有一电压为110V，电阻为55Ω的直流负载，采 用单相桥式整流电路供电，试求变压器副绕组电压和电流 的有效值，并选择二极管。
5. 输出电压脉动系数
u o2 U 2 23 4 co 2 ts 14 5 co 4 ts
S4 2U2/(3) 06% 7 2 2U3 单相桥式整流电路
1.电路组成和工作原理
u2为正半周时，V1D 、 V3D 通V ， 2D 、 V4D 止，
电a 流 点 V 经 1 D R L V3 D b 点
从阻抗的角度来看，由于电抗元件对交流信号和直流 信号的阻抗不同，与负载并联的电容对直流信号相当于开 路，而对交流信号阻抗很小，所以脉动直流电流中的绝大 部分交流分量从电容器上经过，而绝大部分直流分量从负 载上经过，使负载两端的电压比较平滑；与负载串联的电 感，对直流信号阻抗小，而对交流信号阻抗大，所以脉动 直流电压中的绝大部分交流分量降落在电感器上，而绝大 部分直流分量降落在负载电阻上，从而使负载两端的电压 比较平滑 。
22
5.2 滤波电路
5.2.1 电容滤波电路
4. 电容参数
半波整流电路 UCM2 2U2 ，RLC(3~5)T 全波整流电路 UCM 2U2 ，RLC(3~5)T2
23
解：⑴ 确定二极管参数
I0
U0 RL
1102A 55
⑵ 确定变压器参数
IVD
1 2I0
1A
U2
U0 1101 0.9 0.9
2V2
U0
I2
U2 RL
0.9I0 2 2.22A RL 0.9 0.9
16
5.2 滤波电路
整流电路可以将交流电转换为脉动的直流电，在电镀 和蓄电池充电中可直接使用脉动直流电源，但许多电子设 备需要平稳的直流电源，因此在整流电路后还需增加滤波 电路，滤波电路由电抗元件组成。
3
5.1 整流电路
5.1.1 半波整流电路
1.电路组成和工作原理
正半周时：u0 u2 ，uVD ，0
i0
iVD
u2 RL
负半周时：u0 0，uVD u2，i0 iVD0
4
5.1 整流电路
5.1.1 半波整流电路
2.电路波形
5
5.1 整流电路
5.1.1 半波整流电路
3. 输出平均电压和平均电流
第五讲 电源电路
1
本章主要内容
• 直流稳压电路 • DC/DC变换器 • 开关型稳压电源 • UPS电源
2
直流稳压电路
电子设备一般都需要直流电源供电，获得直 流电源的方法很多，如干电池、蓄电池、直流电 机等，但比较经济实用的办法是，把交流电源变 换成直流电源。稳压电源由电源变压器，整流电 路，滤波电路和稳压电路等四部分组成 。
u2为负半周时，V1D 、 V3D 止V ， 2D 、 V4D 通，
电b 点 流 V2 经 D R L V 4 D a 点
12
5.1 整流电路
5.1.3 单相桥式整流电路
2. 电路波形
13
5.1 整流电路
5.1.3 单相桥式整流电路
3. 输出平均电压和平均电流
UO1
0u2d(t)1
0
2U2sin t)(d(t)
⑴ 加了电容滤波后，输出电压的脉动成分降低了，输出 电压的平均值提高了。
⑵ 放电时间常数越大，放电愈慢，则输出电压愈高，脉动 成分也愈少。
⑶ 接入电容滤波后，整流二极管导通时间缩短了，造成 流过二极管的瞬时电流很大。
21
5.2 滤波电路
5.2.1 电容滤波电路
3. 电容滤波电路的输出电压
半波整流电路输出电压 U0 U2 全波整流电路输出电压 U0 1.2U2
S 2U2 /2 157%
2U2 /
7
5.1 整流电路
5.1.2 单相全波整流电路
1.电路组成和工作原理
u 2 为正半周时，
VD
1导通，VD
截止，电流经a点→ VD
2
1 →R L
→到0点；
u 2 为负半周时，
VD 2导通，VD 1 截止，电流经b点→ VD 2 →R L →到0点；
8
5.1 整流电路
18
5.2 滤波电路
5.2.1 电容滤波电路
1. 滤波原理 当 u工2 作在正半周， 且u2 uC时，二极管
VD 1 、VD 3 导通，u 2 一方面
对负载供电，另一方面 同时对电容器充电，电容两端电压沿AB段曲线上升。
当uC u2 时，VD 1 、VD 3 截止，电容通过负载电阻放电， 电容两端电压沿BC曲线段下降。
5.1.2 单相全波整流电路
2. 电路波形
9
5.1 整流电路
5.1.2 单相全波整流电路
3. 输出平均电压和平均电流
UO1
0u2d(t)1
0
2U2sin t)(d(t)
0.9U2
IO
0.9 U 2 RL
4. 二极管参数
URM2 2U2
1 IVD2IO
0.45U2 RL
10
5.1 整流电路
5.1.2 单相全波整流电路
UO21 0 u2d(t)21 0 2U2si nt)(d(t)
0.4U 52
IO
U 0.45
2
RL
4. 二极管参数
URM 2U2
IVDIO
0.45U2 RL
6
5.1 整流电路
5.1.1 半波整流电路
5. 输出电压脉动系数
u o2 U 2 1 1 2 sit n 3 2c2 ot s 1 2c 54 ot s
5.2 滤波电路
5.2.1 电容滤波电路
1. 滤波原理
当电容两端电压下降到 uC u2时，二极管 VD 2 、VD 4
导通，再次对电容充电，电容两端电压沿CD曲线上升， 到D点后VD 2 、VD 4 截止，电容沿DE段曲线放电下降。
20
5.2 滤波电路
5.2.1 电容滤波电路
2. 电容滤波的特点
17
5.2 滤波电路
从能量角度来看，由于电抗元件有储能 作用，与负载并联的电容器，在电源供给的电 压升高时，它就把能量储存起来，而当电源电 压降低时，就把能量释放出来，使负载电压较 为平滑，即电容具有平波作用；与负载串联的 电感，当电源供给的电流增加时，电感就把能 量储存起来，而当电流减少时，又把能量释放 出来，使负载电流较为平滑，即电感具有平波 作用。
0.9U2
IO
0.9 U 2 RL
4. 二极管参数
URM 2U2
1 IVD2IO
0.45U2 RL
14
5.1 整流电路
5.1.3 单相桥式整流电路
5. 输出电压脉动系数
S4 2U2 /(3) 67% 2 2U2 /
15
5.1 整流电路
〖例5-1〗 有一电压为110V，电阻为55Ω的直流负载，采 用单相桥式整流电路供电，试求变压器副绕组电压和电流 的有效值，并选择二极管。
5. 输出电压脉动系数
u o2 U 2 23 4 co 2 ts 14 5 co 4 ts
S4 2U2/(3) 06% 7 2 2U3 单相桥式整流电路
1.电路组成和工作原理
u2为正半周时，V1D 、 V3D 通V ， 2D 、 V4D 止，
电a 流 点 V 经 1 D R L V3 D b 点
从阻抗的角度来看，由于电抗元件对交流信号和直流 信号的阻抗不同，与负载并联的电容对直流信号相当于开 路，而对交流信号阻抗很小，所以脉动直流电流中的绝大 部分交流分量从电容器上经过，而绝大部分直流分量从负 载上经过，使负载两端的电压比较平滑；与负载串联的电 感，对直流信号阻抗小，而对交流信号阻抗大，所以脉动 直流电压中的绝大部分交流分量降落在电感器上，而绝大 部分直流分量降落在负载电阻上，从而使负载两端的电压 比较平滑 。
22
5.2 滤波电路
5.2.1 电容滤波电路
4. 电容参数
半波整流电路 UCM2 2U2 ，RLC(3~5)T 全波整流电路 UCM 2U2 ，RLC(3~5)T2
23
解：⑴ 确定二极管参数
I0
U0 RL
1102A 55
⑵ 确定变压器参数
IVD
1 2I0
1A
U2
U0 1101 0.9 0.9
2V2
U0
I2
U2 RL
0.9I0 2 2.22A RL 0.9 0.9
16
5.2 滤波电路
整流电路可以将交流电转换为脉动的直流电，在电镀 和蓄电池充电中可直接使用脉动直流电源，但许多电子设 备需要平稳的直流电源，因此在整流电路后还需增加滤波 电路，滤波电路由电抗元件组成。
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5.1 整流电路
5.1.1 半波整流电路
1.电路组成和工作原理
正半周时：u0 u2 ，uVD ，0
i0
iVD
u2 RL
负半周时：u0 0，uVD u2，i0 iVD0
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5.1 整流电路
5.1.1 半波整流电路
2.电路波形
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5.1 整流电路
5.1.1 半波整流电路
3. 输出平均电压和平均电流
第五讲 电源电路
1
本章主要内容
• 直流稳压电路 • DC/DC变换器 • 开关型稳压电源 • UPS电源
2
直流稳压电路
电子设备一般都需要直流电源供电，获得直 流电源的方法很多，如干电池、蓄电池、直流电 机等，但比较经济实用的办法是，把交流电源变 换成直流电源。稳压电源由电源变压器，整流电 路，滤波电路和稳压电路等四部分组成 。
u2为负半周时，V1D 、 V3D 止V ， 2D 、 V4D 通，
电b 点 流 V2 经 D R L V 4 D a 点
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5.1 整流电路
5.1.3 单相桥式整流电路
2. 电路波形
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5.1 整流电路
5.1.3 单相桥式整流电路
3. 输出平均电压和平均电流
UO1
0u2d(t)1
0
2U2sin t)(d(t)
⑴ 加了电容滤波后，输出电压的脉动成分降低了，输出 电压的平均值提高了。
⑵ 放电时间常数越大，放电愈慢，则输出电压愈高，脉动 成分也愈少。
⑶ 接入电容滤波后，整流二极管导通时间缩短了，造成 流过二极管的瞬时电流很大。
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5.2 滤波电路
5.2.1 电容滤波电路
3. 电容滤波电路的输出电压
半波整流电路输出电压 U0 U2 全波整流电路输出电压 U0 1.2U2
S 2U2 /2 157%
2U2 /
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5.1 整流电路
5.1.2 单相全波整流电路
1.电路组成和工作原理
u 2 为正半周时，
VD
1导通，VD
截止，电流经a点→ VD
2
1 →R L
→到0点；
u 2 为负半周时，
VD 2导通，VD 1 截止，电流经b点→ VD 2 →R L →到0点；
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5.1 整流电路
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5.2 滤波电路
5.2.1 电容滤波电路
1. 滤波原理 当 u工2 作在正半周， 且u2 uC时，二极管
VD 1 、VD 3 导通，u 2 一方面
对负载供电，另一方面 同时对电容器充电，电容两端电压沿AB段曲线上升。
当uC u2 时，VD 1 、VD 3 截止，电容通过负载电阻放电， 电容两端电压沿BC曲线段下降。
5.1.2 单相全波整流电路
2. 电路波形
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5.1 整流电路
5.1.2 单相全波整流电路
3. 输出平均电压和平均电流
UO1
0u2d(t)1
0
2U2sin t)(d(t)
0.9U2
IO
0.9 U 2 RL
4. 二极管参数
URM2 2U2
1 IVD2IO
0.45U2 RL
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5.1 整流电路
5.1.2 单相全波整流电路
UO21 0 u2d(t)21 0 2U2si nt)(d(t)
0.4U 52
IO
U 0.45
2
RL
4. 二极管参数
URM 2U2
IVDIO
0.45U2 RL
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5.1 整流电路
5.1.1 半波整流电路
5. 输出电压脉动系数
u o2 U 2 1 1 2 sit n 3 2c2 ot s 1 2c 54 ot s