第18章直流稳压电源精选文档.ppt

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1、第18章 直流稳压电源本讲稿第一页，共三十三页本章要求：本章要求：1.理解单相整流电路和滤波理解单相整流电路和滤波电路电路的工作原理的工作原理的工作原理的工作原理;2.2.了解稳压管稳压电路的工作原理了解稳压管稳压电路的工作原理了解稳压管稳压电路的工作原理了解稳压管稳压电路的工作原理;3.3.了解集成稳压电路。了解集成稳压电路。了解集成稳压电路。了解集成稳压电路。第第18章章 直流稳压电源直流稳压电源本讲稿第二页，共三十三页第第18章直流稳压电源章直流稳压电源小功率直流稳压电源的组成小功率直流稳压电源的组成小功率直流稳压电源的组成小功率直流稳压电源的组成功能：功能：把交流电压变成稳定的大小合适

2、把交流电压变成稳定的大小合适 的直流电压的直流电压u4uou3u2u1交流电源交流电源交流电源交流电源负载负载负载负载变压变压变压变压整流整流整流整流滤波滤波滤波滤波稳压稳压稳压稳压本讲稿第三页，共三十三页18.1 整流电路整流电路整流电路的作用整流电路的作用整流电路的作用整流电路的作用:将交流电压转变为脉动的直流电压。将交流电压转变为脉动的直流电压。常见的整流电路：常见的整流电路：常见的整流电路：常见的整流电路：半波、全波、桥式和倍压整流；单相和三相整流等。半波、全波、桥式和倍压整流；单相和三相整流等。分析时可把二极管当作理想元件处理：分析时可把二极管当作理想元件处理：分析时可把二极管当作理

3、想元件处理：分析时可把二极管当作理想元件处理：二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。整流原理：整流原理：利用二极管的单向导电性利用二极管的单向导电性本讲稿第四页，共三十三页uDO18.1.1 单相半波整流电路单相半波整流电路2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理 u u 正半周，正半周，正半周，正半周，V Va aVb b，二极管二极管二极管二极管D D导通；导通；导通；导通；3.3.工作波形工作波形工作波形工作波形 u 负半周，负半周，Va Vb，二极管二极管D 截止截止。1.1.电路结构电路结构电路结构电路结构 +aTrDuoubRLio

4、动画动画u tOuoO本讲稿第五页，共三十三页4.参数计算参数计算(1)(1)整流电压平均值整流电压平均值整流电压平均值整流电压平均值 U Uo o(2)整流电流平均值整流电流平均值 I Io o(3)流过每管电流平均值流过每管电流平均值 ID D(4)每管承受的最高反向电压每管承受的最高反向电压 UDRMDRM本讲稿第六页，共三十三页5.5.整流二极管的选择整流二极管的选择整流二极管的选择整流二极管的选择 平均电流平均电流I I I ID D 与最高反向电压与最高反向电压与最高反向电压与最高反向电压 U UDRM 是选择整流是选择整流是选择整流是选择整流二极管的主要依据。二极管的主要依据。二

5、极管的主要依据。二极管的主要依据。选管时应满足：选管时应满足：IOM ID，URWM UDRM 本讲稿第七页，共三十三页 1.1.电路及工作原理电路及工作原理下一节下一节上一页上一页下一页下一页返返 回回上一节上一节u1D4D2D1D3RLuou2+aTb正半周正半周:u20，uo=u2D1和和D3导通导通,18.1.2 单相桥式整流电路单相桥式整流电路本讲稿第八页，共三十三页+aTbu1D4D2D1D3RLuou2负半周负半周:u2 uC时，二极管导通，电源在给负载时，二极管导通，电源在给负载RL供电的同供电的同时也给电容充电，时也给电容充电，uC 增加，增加，uo=uC。u u uC时，二

6、极管截止，电容通过负载时，二极管截止，电容通过负载时，二极管截止，电容通过负载时，二极管截止，电容通过负载RL 放电，放电，uC C按按按按指数规律下降，指数规律下降，指数规律下降，指数规律下降，u uo o=uC 。+Cici +aDuoubRLio=uC 3.3.工作波形工作波形工作波形工作波形 二极管承受的最高反向电压为二极管承受的最高反向电压为 。动画动画uou tO tO本讲稿第十九页，共三十三页4.4.电容滤波电路的特点电容滤波电路的特点电容滤波电路的特点电容滤波电路的特点(T T 电源电压的周期电源电压的周期电源电压的周期电源电压的周期)(1)(1)输出电压的脉动程度与平均值输出

7、电压的脉动程度与平均值Uo和放电时间和放电时间 常数常数RLC有关。有关。R RL LC 越大越大越大越大 电容器放电越慢电容器放电越慢电容器放电越慢电容器放电越慢 输出电压的平均值输出电压的平均值Uo 越大，波形越平滑。越大，波形越平滑。越大，波形越平滑。越大，波形越平滑。近似估算取：近似估算取：Uo=1.2 U (桥式）桥式）Uo=1.0 U（半波）半波）当负载当负载当负载当负载R RL 开路时，开路时，开路时，开路时，U UOO 为了得到比较平直的输出电压为了得到比较平直的输出电压本讲稿第二十页，共三十三页(2)(2)外特性曲线外特性曲线外特性曲线外特性曲线有电容滤波有电容滤波1.41.

8、4U U 无电容滤波无电容滤波0.45.45U U UooIO 结论结论 采用电容滤波时，输出电压采用电容滤波时，输出电压受负载变化影响较大，即带负载受负载变化影响较大，即带负载能力较差。能力较差。因此电容滤波适合于要求输出因此电容滤波适合于要求输出电压较高、负载电流较小且负载变电压较高、负载电流较小且负载变化较小的场合。化较小的场合。(3)流过二极管的瞬时电流很大流过二极管的瞬时电流很大选管时一般取：选管时一般取：I IOM OM=2 I ID D RLC 越大越大O 越高，越高，IO 越大越大整流二极管导通时间越短整流二极管导通时间越短 iD 的的峰值电流越大。峰值电流越大。iD tuo

9、tOO本讲稿第二十一页，共三十三页18.2.2 电感电容滤波器电感电容滤波器1.1.电路结构电路结构电路结构电路结构L uRLuo+C2.2.滤波原理滤波原理滤波原理滤波原理 对直流分量对直流分量对直流分量对直流分量:X XL L=0=0=0=0，L L相当于短路相当于短路相当于短路相当于短路,电压大部分降在电压大部分降在电压大部分降在电压大部分降在RL L上。对谐波分量上。对谐波分量上。对谐波分量上。对谐波分量:f f 越高越高越高越高,X XL L越大越大越大越大,电压大部分降在电压大部分降在电压大部分降在电压大部分降在L L上。上。上。上。因此因此因此因此,在负载上得到比较平滑的直流电压

10、。在负载上得到比较平滑的直流电压。当流过电感的电流发生变化时，线圈中产生自感电势阻当流过电感的电流发生变化时，线圈中产生自感电势阻当流过电感的电流发生变化时，线圈中产生自感电势阻当流过电感的电流发生变化时，线圈中产生自感电势阻碍电流的变化碍电流的变化碍电流的变化碍电流的变化,使负载电流和电压的脉动减小。使负载电流和电压的脉动减小。使负载电流和电压的脉动减小。使负载电流和电压的脉动减小。LCLC滤波适合于电流较大、要求输出电压脉动较小的滤波适合于电流较大、要求输出电压脉动较小的滤波适合于电流较大、要求输出电压脉动较小的滤波适合于电流较大、要求输出电压脉动较小的场合，用于高频时更为合适。场合，用于

11、高频时更为合适。场合，用于高频时更为合适。场合，用于高频时更为合适。本讲稿第二十二页，共三十三页18.2.3 形形滤波器滤波器 形形形形 LC LC 滤波器滤波器滤波器滤波器 滤波效果比滤波效果比LC滤波器更好，滤波器更好，但二极管的冲击但二极管的冲击电流较大。电流较大。比比 形形 LC 滤滤波器的体积小、波器的体积小、成本低。成本低。L uRLuo+C2+C1 形形形形 RC 滤波器滤波器滤波器滤波器R uRLuo+C2+C1 R R 愈大，愈大，愈大，愈大，C C2 2愈大，愈大，愈大，愈大，滤波效果愈好。但滤波效果愈好。但滤波效果愈好。但滤波效果愈好。但R 大将使直流压大将使直流压大将使

12、直流压大将使直流压降增加，降增加，降增加，降增加，主要适用于负载电流较小而又要求输出电压脉主要适用于负载电流较小而又要求输出电压脉主要适用于负载电流较小而又要求输出电压脉主要适用于负载电流较小而又要求输出电压脉动很小的场合。动很小的场合。动很小的场合。动很小的场合。本讲稿第二十三页，共三十三页18.3 直流稳压电源直流稳压电源 稳压电路（稳压器）是为电路或负载提供稳定的输出电稳压电路（稳压器）是为电路或负载提供稳定的输出电稳压电路（稳压器）是为电路或负载提供稳定的输出电稳压电路（稳压器）是为电路或负载提供稳定的输出电压的一种电子设备。压的一种电子设备。压的一种电子设备。压的一种电子设备。稳压电

13、路的输出电压大小基本上与电网电压、负载稳压电路的输出电压大小基本上与电网电压、负载稳压电路的输出电压大小基本上与电网电压、负载稳压电路的输出电压大小基本上与电网电压、负载及环境温度的变化无关。理想的稳压器是输出阻抗为零及环境温度的变化无关。理想的稳压器是输出阻抗为零及环境温度的变化无关。理想的稳压器是输出阻抗为零及环境温度的变化无关。理想的稳压器是输出阻抗为零的恒压源。实际上，它是内阻很小的电压源。其内阻越的恒压源。实际上，它是内阻很小的电压源。其内阻越的恒压源。实际上，它是内阻很小的电压源。其内阻越的恒压源。实际上，它是内阻很小的电压源。其内阻越小，稳压性能越好。小，稳压性能越好。小，稳压性

14、能越好。小，稳压性能越好。稳压电路是整个电子系统的一个组成部分，也可以稳压电路是整个电子系统的一个组成部分，也可以稳压电路是整个电子系统的一个组成部分，也可以稳压电路是整个电子系统的一个组成部分，也可以是一个独立的电子部件。是一个独立的电子部件。是一个独立的电子部件。是一个独立的电子部件。本讲稿第二十四页，共三十三页18.3.1 稳压管稳压电路稳压管稳压电路2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理UO=UZ IR=IO+IZUIUZRL(IO)IR 设设UI一定，负载一定，负载RL变化变化UO 基本不变基本不变 IR(IRR)基本不变基本不变 UO(UZ)IZ 1.电路电路+UIRL+CIOU

15、O+uIRRDZIz限流调压限流调压稳压电路稳压电路本讲稿第二十五页，共三十三页18.3.4 集成稳压电源集成稳压电源 单片集成稳压电源，具有体积小单片集成稳压电源，具有体积小,可靠性高可靠性高,使用灵使用灵活活,价格低廉等优点。价格低廉等优点。最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端端,故称之为三端集成稳压器。故称之为三端集成稳压器。1.分类分类XXXX两位数字为输出电压值两位数字为输出电压值三三端端稳稳压压器器输出固定电压输出固定电压输出可调电压输出可调电压输出正电压输出正电压78XX 输出负电压输出负电压79XX（1.25 37 V 连续

16、可调）连续可调）本讲稿第二十六页，共三十三页2.2.外形及引脚功能外形及引脚功能外形及引脚功能外形及引脚功能W7800系列稳压器外形系列稳压器外形1输入端输入端2 公共端公共端3 输出端输出端W7900系列稳压器外形系列稳压器外形1 公共端公共端2输入端输入端3 输出端输出端塑料封装塑料封装塑料封装塑料封装本讲稿第二十七页，共三十三页3.3.性能特点性能特点性能特点性能特点（7800、7900系列）系列）输出电流超过输出电流超过 1.5 A（加散热器）（加散热器）不需要外接元件不需要外接元件内部有过热保护内部有过热保护内部有过流保护内部有过流保护调整管设有安全工作区保护调整管设有安全工作区保护

17、输出电压容差为输出电压容差为 4%输出电压额定值有输出电压额定值有:5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等等 。本讲稿第二十八页，共三十三页4.4.主要参数主要参数主要参数主要参数(1)电压调整率电压调整率SU U(稳压系数稳压系数稳压系数稳压系数)反映当负载电流和环境温度不变时，电网电压波反映当负载电流和环境温度不变时，电网电压波动对稳压电路的影响。动对稳压电路的影响。(2)2)电流调整率电流调整率电流调整率电流调整率S SI I 反映当输入电压和环境温度不变时，输出电流变化时输出反映当输入电压和环境温度不变时，输出电流变化时输出电压保持稳定的能力，即稳压电路的带负载能力。电压保

18、持稳定的能力，即稳压电路的带负载能力。0.0050.02%0.11.0%本讲稿第二十九页，共三十三页(3)输出电压输出电压 UO (6)最大输入电压最大输入电压 UIM (7)最大功耗最大功耗(4)最大输出电流最大输出电流 IOM (5)最小输入、输出电压差最小输入、输出电压差 (Ui-UO)min 本讲稿第三十页，共三十三页输出为固定正电压时的接法如图所示。输出为固定正电压时的接法如图所示。(1)输出为固定电压的电路输出为固定电压的电路输出为固定电压的电路输出为固定电压的电路 输入与输输入与输输入与输输入与输出之间的电压出之间的电压出之间的电压出之间的电压不得低于不得低于不得低于不得低于3V

19、3V！5.5.三端固定输出集成稳压器的应用三端固定输出集成稳压器的应用COW7805CiUi+_+_UO123 0.11 F1 F为了瞬时增减负载电流为了瞬时增减负载电流为了瞬时增减负载电流为了瞬时增减负载电流时，不致引起输出电压时，不致引起输出电压时，不致引起输出电压时，不致引起输出电压有较大的波动。即用来有较大的波动。即用来有较大的波动。即用来有较大的波动。即用来改善负载的瞬态响应。改善负载的瞬态响应。改善负载的瞬态响应。改善负载的瞬态响应。用来抵消输入端接线用来抵消输入端接线用来抵消输入端接线用来抵消输入端接线较长时的电感效应，较长时的电感效应，较长时的电感效应，较长时的电感效应，防止产

20、生自激振荡。防止产生自激振荡。防止产生自激振荡。防止产生自激振荡。即用以改善波形。即用以改善波形。即用以改善波形。即用以改善波形。本讲稿第三十一页，共三十三页(2)同时输出正、负电压的电路同时输出正、负电压的电路同时输出正、负电压的电路同时输出正、负电压的电路23220V 24V+C 24V+CW7815Ci+15V123CiW79151COCO 15V1 F1 F0.33 F0.33 F1000 F1000 F本讲稿第三十二页，共三十三页6.6.三端可调输出集成稳压器的应用三端可调输出集成稳压器的应用三端可调输出集成稳压器的应用三端可调输出集成稳压器的应用 流过调整端电流流过调整端电流 100 A，在要求不高的场合它，在要求不高的场合它在在R2上的压降可以忽略上的压降可以忽略2 2、1 1两端电压为两端电压为两端电压为两端电压为 1.25V 1.25V 基准电压基准电压COCW117CiUi+_+_UO321 AdjR1R2240 1F0.1F本讲稿第三十三页，共三十三页