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非常简单的整流电源

2014-01-06  退休工程师

非常简单的整流电源  

2011-05-03 12:43:58|  分类: 通用电子技术 |  标签:二极管  次级  整流  电源变压器   |字号 订阅

ali8840

    整流电源是一种用途广泛的电子设备,图一是一种非常简单实用的整流电源,它可提供3V、500mA的直流电,供袖珍收音机、随身听、电动剃须刀等小家电使用。该电源使用了电源变压器、晶体二极管、电容器等元器件,制作十分简单。

    二极管是一种具有一个PN结的半导体器件,二极管的文字符号通常用VD表示,图形符号及外形如图二所示。晶体二极管的参数较多,常用的整流、检波二极管,主要有以下几个参数:最大整流电流,即允许正向通过PN结的最大平均电流。使用中应选用整流电流大于电路实际电流值的二极管,否则会损坏二极管。最大反向电压,即反向加在二极管两端而不致引起PN结击穿的最大电压。使用中应选用反向电压大于电路实际工作电压两倍以上的二极管,如果实际工作电压的峰值超过最大反向电压,二极管也将被击穿损坏。最高工作频率,由于PN结极间电容的影响,使二极管所能应用的工作频率有一个上限,在作检波使用时应选用最高工作频率至少两倍于电路实际工作频率的二极管,否则电路不能正常工作。

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    因为二极管具有单向导电特性,只允许电流从正极流向负极,而不允许电流从负极流向正极(图三)晶体二极管的两管脚有正、负极之分,使用中应识别清楚。一般二极管上都印有图形符号,三角一端为正极,短杠一端为负极;也有在二极管负极一端印上一道色环作为标记的(图二b)。此外,还可以用万用表判别二极管的正、负极,并同时检测它的好坏。测试时应将选择开关置于R×lk档,将两表笔分别接到二极管的两端,测得一个电阻值,然后对调两表笔再测得一个电阻值。对于正常的二极管,两次测量的电阻值应该相差很大。阻值小的是二极管的正向电阻,这时与黑表笔(与表内电池正极相连)相连接的是二极管正极,与红表笔(与表内电池负极相连)相接的是二极管负极(图三a)。阻值大的是二极管的反向电阻,这时与黑表笔相接的是二极管负极,与红表笔相接的是二极管正极(图三b)。正常二极管的正向电阻,锗管应为lkΩ左右,硅管应为1~5kΩ反向电阻,锗管应>200kΩ,硅管应>500kΩ。如果两次测量电阻值均很小,说明该二极管已击穿损筇I如果两次测量电阻值均极大,说明该二极管内部断路损坏I如果正、反向电阻值相差不大,说明该二极管质量太差,也不宜使用。

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    变压器是根据互感原理制成的一种常用电子部件,它在电路中起传输交流电信号,并同时变换前后级电压和阻抗的作用。变压器可分为:高频变压器,例如磁性天线;中频变压器,例如中频变压器、音频变压器,例如输入、输出变压器、电源变压器等几大类。电源变压器的文字符号是T,图形符号及外形见图。电源变压器的作用是把市电电压变为适合需要的电源电压。电源变压器由一个初级线圈和一个或者几个次级线圈组成,它们之间由铁芯作为耦合媒介。当在初级线圈两端接上交流电压U1时,在次级线圈两端即可获得交流电压U2(图四c)。在不考虑损耗的情况下,其变压比与圈数比成正比,即:U1/U2=N1/N2(式中,N1、N2分别为初、次级圈数)。

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    电源变压器的主要参数有:额定功率:指变压器所能提供的所有次级最大输出功率之和,单位:瓦。铁芯截面积越大,其额定功率越大。应选用额定功率大于电路要求的变压器,并留有百分之二十以上的余量。次级电压:指变压器次级所提供的一个或者几个交流电压数值。电源变压器初级一般固定为220V,选用变压器时,只要根据需要选择次级电压即可。次级电流;指变压器各个次级分别所能提供的最大电流。电源变压器如有几个次级,其各个次级所能提供的最大电流不一定相同,在额定功率的范围内,主要与次级线圈所用漆包线线径有关,线径越粗,可供电流越大。使用中应使变压器次级电流大于电路要求。

    电源变压器检测线圈:将万用表置于R×1档,分别测量变压器初、次级各个线圈的电阻值。一般初级线圈电阻值应为几十至几百欧,变压器功率越小(体积越小),则电阻值越大;次级线圈电阻值一般为几至几十欧,电压较高的次级线圈电阻值较大些。如果线圈不通,或者电阻值为零,说明有断路或内部短路情况。该变压器已损坏。检测绝缘情况:电源变压器的绝缘电阻应>1000MΩ),业余条件下也可用万用表R× 10k档测各个独立线圈以及各线圈与铁芯之间的电阻值,均应为∞,即不通,如果各绂圈之间或者线圈与铁芯之间有短路情况,说明变成器损坏。

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    整流电源的工作是电源变压器T将220V交流电变为3V交流电,然后整流二板管VD1—VD4对3V交流电进行桥式整流,当交流电正半周时,变压器次级为上正下负,电源正端经二极管VDI、负载RL、二极管VD3回到负端,形成回路。二极管VD2、VD4处于反向连接而不通(图五a);当负半周时,次级为下正上负.电源正端经VD2、RL、VD4回到负端,形成回路,VD1、VD3处于反向连接而不通(图五b)。最后滤波电容C再将桥式整流出来的脉冲直流电中的交流成份滤除,输出的便是基本纯净的直流电 (波形见图)。

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    制作元器件:变压器T选用3—5W的市售电源变压器,初级220V,次级3V,整流。整流二极管VD1—VD4选用IN4001,或看其反向工作电压≥3V,最大整流电流≥1A的二极管。电容C选用220μF,耐压≥6.3V的电解电容器。根据使压器体积准备一个适当覆铜板,根据电路图绘制出元器件的接线焊端,然后将所有器件焊到线路板上(注意:初、次级不能弄颠倒),至此,整流电源就做好了。

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