第5单元直流稳压电源优秀课件.ppt

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1、第第第第5 5 5 5单元单元单元单元 直流稳直流稳直流稳直流稳压电源压电源压电源压电源第1页，本讲稿共30页第第5 5单元单元 直流稳压电源直流稳压电源知识目标：知识目标：知识目标：知识目标：v掌握稳压电源的组成及各部分作用。v了解单相半波、桥式整流电路的工作过程、电路特点及应用。v了解三相整流电路的结构及特点。v能识读常用滤波电路，并了解滤波电路的工作过程、应用，会估算滤波后的输出电压。v了解三端集成稳压器的种类、主要参数及典型应用。v了解开关稳压电源的框图、稳压原理、主要优点及典型应用。技能目标：技能目标：技能目标：技能目标：v能自己选择元器件，组装直流稳压电源。v掌握三端集成稳压器的连

2、接方法、参数的测量。v能识读集成稳压电源的电路图。v能搭接整流桥组成的电路，并会使用。第2页，本讲稿共30页整流电路整流电路1滤波电路滤波电路2集成稳压电路集成稳压电路3第3页，本讲稿共30页第1节整流电路 利用二极管的单向导电性组成整流电路，可将交流电压变为单向脉动电压，如图5.2 所示。根据整流器件在电路中的接法，整流电路可分为半波、全波、桥式和倍压等电路形式。一、单相半波整流电路二、单相桥式整流电路第4页，本讲稿共30页一、单相半波整流电路一、单相半波整流电路1单相半波整流电路的结构单相半波整流电路的结构图5.3半波整流电路第5页，本讲稿共30页2单相半波整流电路的工作过程单相半波整流电

3、路的工作过程 在输入信号的一个周期内，当输入为正半周时，二极管因外加正向偏置电压而导通，如图5.4（a）所示，负载RL 上得到半个周期的直流脉动电压和电流；当输入为负半周时，二极管因外加反向偏置电压而截止，如图5.4（b）所示，负载RL 上无电流流过。当输入电压进入下一个周期时，整流电路将重复上述过程。各波形之间的对应关系如图5.4（c）所示。由此可见，二极管的单向导电特性使得双向的正弦波变成了单向的正弦波的半个周期。第6页，本讲稿共30页3基本参数基本参数（1）整流输出电压平均值）整流输出电压平均值Uo(AV)。Uo(AV)=0.45U2 式中U2 是变压器次级线圈电压的有效值。（2）负载的

4、电流）负载的电流Io(AV)（3）二极管的正向电流）二极管的正向电流ID(AV)。该电流和流过负载RL 上的电流Io(AV)相等，即ID(AV)=Io(AV)（4）二极管截止时，它承受的反向峰值电压反向峰值电压URM 为4单相半波整流电路的特点单相半波整流电路的特点 电路简单，使用的元器件少，但输出电压脉动很大，效率很低。所以只能应用在对直流电的波形要求不高的场合。第7页，本讲稿共30页二、单相桥式整流电路1单相桥式整流电路的结构单相桥式整流电路的结构图5.5桥式整流电路第8页，本讲稿共30页2单相桥式整流电路的工作原理单相桥式整流电路的工作原理 在输入信号的一个周期内，当输入为正半周时，4

5、只二极管中有两只二极管因外加正向偏置电压而导通，另外两只二极管因外加反向偏置电压而截止，如图5.6（a）所示；当输入为负半周时，4 只二极管的工作情形与上述情形相反，导通的二极管变为截止，截止的二极管变为导通，如图5.6（b）所示。由此可见，在电压U2 的一个周期内，负载上均有电流通过。其波形如图5.6（c）所示。二极管的单向导电特性使得双向的正弦波变成了单向的正弦波的两个正半周。第9页，本讲稿共30页第10页，本讲稿共30页3基本参数基本参数（1）整流输出电压平均值）整流输出电压平均值Uo(AV)。Uo(AV)=0.9U2（2）流过负载的电流）流过负载的电流Io(AV)（3）流过二极管的正向

6、电流）流过二极管的正向电流ID(AV)。（4）每只二极管所承受的反向电压亦为变压器次级电压的峰值电压）每只二极管所承受的反向电压亦为变压器次级电压的峰值电压URM第11页，本讲稿共30页4电路特点电路特点 单相桥式整流电路利用了交流输入的整个周期，变压器利用效率高，其输出电压为半波整流的两倍，输出电压的纹波大大减少。第12页，本讲稿共30页第2节滤波电路 为获得比较理想的直流电压，需要利用具有储能作用的电抗性元件（如电容、电感）组成的滤波电路来滤除整流电路输出电压中的脉动成分以获得直流电压。即将脉动的直流电转换成较平滑的直流电，这一过程称为滤波。一、电容滤波电路二、电感滤波电路三、复式滤波电路

7、第13页，本讲稿共30页一、电容滤波电路一、电容滤波电路1半波整流电容滤波电路半波整流电容滤波电路（1）半波整流电容滤波电路是在负载的两端并联一个电容器，如图5.9 所示。第14页，本讲稿共30页（2）电容器的滤波作用。当输入次级电压为正半周上升段时，整流二极管导通，次级电压U2 经VD 对C 充电，充电电流同时流入负载，如图5.10（a）所示。当输入次级电压由正峰值开始下降后，VD 因U2 UC而截止，电容开始放电，如图5.10（b）所示，直到电容上的电压小于输入次级电压，电容又重新充电；当输入次级电压小于电容上的电压时，电容又开始放电，如此一直循环下去。第15页，本讲稿共30页（3）基本参

8、数。半波整流电容滤波电路的负载上得到的输出电压为Uo(AV)=U2 2桥式整流电容滤波电路桥式整流电容滤波电路（1）结构。）结构。第16页，本讲稿共30页（2）电容器的滤波作用。）电容器的滤波作用。第17页，本讲稿共30页（3）基本参数。）基本参数。桥式整流电容滤波电路的负载上得到的输出电压为Uo(AV)=1.2U2 桥式整流电容滤波电路输出端空载时Uo(AV)=1.4U2（4）电路特点。）电路特点。电容滤波器只适用于负载电流较小的场合。第18页，本讲稿共30页二、电感滤波电路 整流电路输出的电压中，其直流成分由于电感近似于短路几乎全部落在负载RL 上，即Uo(AV)=0.9U2；对于交流分量

9、，由于L 呈现的感抗远大于负载电阻，使交流分量几乎全部落在L 上，而RL 上的交流压降很小，从而达到滤除交流分量的目的。电感滤波主要用于负载电流较大的情况。第19页，本讲稿共30页三、复式滤波电路 单独的电容滤波或电感滤波效果往往不理想，因此可将电容、电感和电阻结合起来构成复式滤波电路，复式滤波电路滤波效果比较好。常见的复式滤波电路有倒L 型滤波电路、LC-型滤波电路、RC-型滤波电路等，如图5.14 所示。第20页，本讲稿共30页*第3节集成稳压电路一、三端集成稳压器二、开关式稳压电路第21页，本讲稿共30页一、三端集成稳压器一、三端集成稳压器1三端固定式集成稳压器三端固定式集成稳压器（1）

10、输出正电压的三端固定式集成稳压器。）输出正电压的三端固定式集成稳压器。第22页，本讲稿共30页第23页，本讲稿共30页（2）输出负电压的三端固定式集成稳压器。）输出负电压的三端固定式集成稳压器。第24页，本讲稿共30页2三端可调式集成稳压器三端可调式集成稳压器（1）输出正电压的三端可调式集成稳压器。）输出正电压的三端可调式集成稳压器。（2）输出负电压的三端可调式集成稳压器。）输出负电压的三端可调式集成稳压器。第25页，本讲稿共30页二、开关式稳压电路1开关式稳压电路的特点开关式稳压电路的特点 集成开关式稳压电源模块具有外围电路简单，可靠性高、体积小、重量轻、效率高等特点，因而在微机、通信设备和

11、声像设备中得到广泛应用。2开关式稳压电路的分类开关式稳压电路的分类 开关式稳压电源按激励方式（振荡方式）分为他激式开关式稳压电路和自激式开关式稳压电路。按控制方式分为脉冲宽度调制型（PWM）、脉冲频率调制型（PFM）、混合调制型（同时改变脉宽和频率的调制方式）。第26页，本讲稿共30页3开关式稳压电路基本原理开关式稳压电路基本原理（1）电路结构。）电路结构。第27页，本讲稿共30页（2）稳压过程。）稳压过程。其控制过程是，当输出电压升高时，脉宽变窄，使VT 导通时间变短，电源输入储能电路的能量减少，因而输出电压降低，反之，当输出电压降低，脉宽变宽，输出电压就升高，也就是说，VT 开关状态由脉宽

12、电压控制，脉冲电压由脉冲发生电路产生，它的宽度由比较放大器输出误差电压控制，输出电压的变化通过对开关脉冲的调宽后，就能使输出电压向相反的方向变化，最后使输出电压保持稳定。4三端单片开关集成稳压器及其应用三端单片开关集成稳压器及其应用（1）TOP Switch-的引脚。的引脚。TOP Switch-芯片有3 种封装，这3 个引脚分别为控制端C、源极S 和漏极D。第28页，本讲稿共30页 控制端C 有4 个作用：利用控制电流IC 的大小来调节占空比D；为芯片内电路提供正常工作所需偏流；决定自动重启动的频率；对控制回路进行补偿。第29页，本讲稿共30页（2）应用电路举例。）应用电路举例。第30页，本讲稿共30页