直流变交流

发布 2019-08-23 10:02:17 阅读 4920

高三()班。

组长:组员:

指导老师:研究背景。

电力网供给用户的是交流电,而各种无线电装置需要用直流电。整流,就是把交流电变为直流电的过程。利用具有单向导电特性的器件,可以把方向和大小交变的电流变换为直流电。

下面介绍利用晶体二极管组成的整流电路。

研究目的。如何将交流电变为脉动直流电。

如何将脉动直流电变为波形平滑的直流的直流电。

研究形式。查阅书籍。

上网查阅。小组讨论。

得出结论。一、半波整流电路。

图5-1、是一种最简单的整流电路。它由电源变压器b 、整流二极管d 和负载电阻rfz ,组成。变压器把市电电压(多为220伏)变换为所需要的交变电压e2,d 再把交流电变换为脉动直流电。

整流使能够使像5-2(a)所示的电流变为像5-2(b)所示的电流。

但是,可以看出半波整流说是以"牺牲"一半交流为代价而换取整流效果的,电流利用率很低(计算表明,整流得出的半波电压在整个周期内的平均值,即负载上的直流电压usc =0.45e2 )因此常用在高电压、小电流的场合,而在一般无线电装置中很少采用。所以人们将其改进为全波整流电路,而全波整流电路中最为典型的就是桥式整流电流,下面介绍桥式整流电路。

二、桥式整流电路。

桥式整流电路是使用最多的一种整流电路。这种电路,只要增加两只二极管口连接成"桥"式结构,便具有全波整流电路的优点,而同时在一定程度上克服了全波整流电路需要能承受较高电压的二极管的缺点。

现在介绍桥式整流电流的工作原理:桥式整流电路的工作原理如下图,e2为正半周时,对d1、d3和方向电压,dl,d3导通;对d2、d4加反向电压,d2、d4截止。电路中构成e2、dl、rfz 、d3通电回路,在rfz ,上形成上正下负的半波整洗电压,e2为负半周时,对d2、d4加正向电压,d2、d4导通;对d1、d3加反向电压,d1、d3截止。

电路中构成e2、d2rfz 、d4通电回路,同样在rfz 上形成上正下负的另外半波的整流电压。

使用桥式整流电路后电流的变化情况入右图。

由图可以看出,桥式整流电路克服了半波整流的以一半交流为代价而换取整流效果的缺点,同时也使电流的利用率大大增高。但其中还存在着一个很大的问题。那就是交流电经过二极管整流之后,方向单一了,但是大小(电流强度)还是处在不断地变化之中。

这种脉动直流一般是不能直接用来给无线电装供电的。要把脉动直流变成波形平滑的直流,还需要再做一番“填平取齐”的工作,这便是滤波。下面我们来介绍一下滤波的原理和过程。

三、电容滤波。

电容滤波的原理是利用电容器是一个储存电能的仓库。在电路中,当有电压加到电容器两端的时候,便对电容器充电,把电能储存在电容器中;当外加电压失去(或降低)之后,电容器将把储存的电能再放出来。充电的时候,电容器两端的电压逐渐升高,直到接近充电电压;放电的时候,电容器两端的电压逐渐降低,直到完全消失。

电容器的容量越大,负载电阻值越大,充电和放电所需要的时间越长。这种电容带两端电压不能突变的特性,正好可以用来承担滤波的任务。

图5-9是最简单的电容滤波电路,电容器与负载电阻并联,接在整流器后面,下面以图5-9所示半波整施情况说明电容滤波的工作过程。在二极管导通期间,e2向负载电阻rfz提供电流的同时,向电容器c充电,一直充到最大值。e2达到最大值以后逐渐下降;而电容器两端电压不能突然变化,仍然保持较高电压。

这时,d受反向电压,不能导通,于是uc便通过负载电阻rfz放电。由于c和rfz较大,放电速度很慢,在e2下降期间里,电容器c上的电压降得不多。当e2下一个周期来到并升高到大于uc时,又再次对电容器充电。

如此重复,电容器c两端(即负载电阻rfz:两端)便保持了一个较平稳的电压,在波形图上呈现出比较平滑的波形。图5-10(a)(b)中分别示出半波整流和全波整流时电容滤波前后的输出波形。

图5-9收获与总结。

虽然以上只是交流变直流的众多方法的一小部分,但通过通过这几种方法就可以整流出波形平滑的直流,同时通过此次的研究性学习,使我组成员对与直流电和交流电的转换有了更深刻的认识,还使,们学会了优化系统,通过将各个单元组合起来,将系统的功能更加全面。这对于我们将来的学习和工做都有十分大的帮助。

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