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变压器设计、制作知识3-电源变压器

3.1        电源变压器和整流电路
和其他种类的变压器一样,电源变压器的技术参数与其负载电路密切相关。必须根
据不同的负载电路来确定电源变压器的次级电压和电流。几乎绝大多数的电源变压器的负载电路为整流电路,所以,整流电路,所以,整流电路的计算是电源变压器计算的基础与前提。
    利用单向导电元件(整流元件)把交流变为直流的过程叫做整流,实现这种转变的装置叫整流器。
    常用的单相整流电路有半波、全波和桥式整流等电路。半波整流的优点是电路简单,只用一只整流管。缺点是输出直流电压低,波纹较大,而且由于直流流过变压器的次级绕组,故整流变压器伏安值与直流功率比值大。这种电路适用于输出电流小、对电压波纹要求不高的场合,特别适用于高压小电流。由于高压整流管价格高,节省整流管是主要的;而且电压高、电流小,滤波容易,变压器直流磁化不严重。
    全波整流的波纹因数比半波低,变压器伏安值与直流功率之比值比半波小,直流磁化基本可忽略。其缺点是变压器次级要加中心抽头,变压器利用系数不如单相桥式电路高。
    桥式整流电路的变压器制作简单,利用系数高,整流管所承受的反向电压比全波电路低一半,没有直流磁化。其缺点是所用整流元件数量较多。桥式整流电路应用最广,是电子设备中最常见的整流电路。
    三相整流电路主要有三相半波和三相桥式两种。三相半波整流波纹因数比单相电路低,波纹频率比单相电路高。其缺点是每臂整流管承受的反电压比单相桥式还高,变压器利用系数比单相桥式小,而与单相全波接近。有很小的直流磁化,但从实际使用上考虑可以忽略。这种电路主要用于较大功率整流器中,当电压不很高时,为了节省整流管而被采用。
    三相桥式整流管承受的反电压低,变压器利用系数接近1,整流效率高,变压器小。整流后波纹因数小,波纹频率高,所以可用较小的滤波元件。同样,不存在直流磁问题。其缺点是整流管至少用6只,在低压小功率上使用不够经济。但当要求波纹因数很低时,为了减小滤波器,采用三相桥式整流电路,从成本、体积、质量等方面考虑都是有利的。
    图3-1至图3-6为常用的几种整流电路。其滤波器为电感输入式。
 
 
电源滤波器用于平滑直流输出的波纹。其基本类型有电感输入式和电容输入式两种,其电路见图3-7。
    电感输入式滤波器负载能力好,电流越大输出波纹电压越小,整流器中峰值电流小,故变压器利用系数高。其缺点是滤波扼流圈体积大,成本高。电容输入式滤波器的输出电压高,体积较小。在负载电流增大时,电压调整率变差,波纹增大。这种整流电路中峰值电流很大,同时,变压器利用系数也很低。
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