直流稳压电源的组成.ppt

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1、第第第第1111章章章章 直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源 直流稳压电源的组成 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第第第第1111章章章章 直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源 11.1 直流稳压电源的组成直流稳压电源的组成 大小不合大小不合适的交流适的交流大小大小合适合适的交流的交流交流交流 电源电源 脉动脉动直流直流不稳定不稳定的直流的直流稳定稳定直流直流直流直流负载负载滤波滤波电路电路电源变电源变 压器压器 整流整流

2、电电路路 稳压稳压电路电路2第第第第1111章章章章 直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源 电源变电源变压器压器将市电变换为整流所需的将市电变换为整流所需的 交流电压交流电压 整流整流电路电路将交流电变换为方向不变将交流电变换为方向不变 的直流电的直流电 滤波滤波电路电路将脉动直流电变换为平滑将脉动直流电变换为平滑 的直流电压的直流电压 稳压稳压电路电路将不稳定的直流电压变换将不稳定的直流电压变换 为稳定直流电压为稳定直流电压 3第第第第1111章章章章 直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源 一、不控整流电路一、不控整流电路abT+-u2+-u1RL+-uOiO11.2

3、 整流电路整流电路D1 D3D2 D4 4第第第第1111章章章章 直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源 1.1.工作原理工作原理工作原理工作原理+-uOabT+-u2+-u1u2 正半周，正半周，uO=u2 D1 和和 D3 导通，导通，电流通路：电流通路：aD1 RL D3 bRLiOD1 D3D2 D4 5第第第第1111章章章章 直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源 1.1.工作原理工作原理工作原理工作原理u2 负半周，负半周，uO=-u2 D2 和和 D4 导通，导通，电流通路：电流通路：b D2 RL D4 a uo abRLTu1-u2+IoD1 D3D2

4、 D4 6第第第第1111章章章章 直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源 uo D4 D3 D1 D2RLu2u2tOuoiotOuD1,D3iD1,D3tOuD2,D4iD2,D4tO7第第第第1111章章章章 直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源 2.2.整流电路的计算整流电路的计算整流电路的计算整流电路的计算 (1)负载直流电压负载直流电压 UO(2)负载直流电流负载直流电流(3)二极管平均电流二极管平均电流(4)二极管反向电压二极管反向电压(5)最大值最大值 UO=2U2sin td(t)1 0=U2 2 2 =0.9U2 IO=UO RLID=IO 12URm

5、=2 U2 8第第第第1111章章章章 直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源 3.3.整流元件的选择整流元件的选择整流元件的选择整流元件的选择IFIDURURm+-4.4.整流桥块整流桥块整流桥块整流桥块+-9第第第第1111章章章章 直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源 单相桥式整流电路中的两个二极管用可控单相桥式整流电路中的两个二极管用可控 的的 晶闸管替换晶闸管替换 半控。半控。1.1.电路结构电路结构电路结构电路结构 二、可控整流电路二、可控整流电路abT+-u2+-u1+-uGT1D1+-uGT2D2RL+-uOiO10第第第第1111章章章章 直流稳压电源直

6、流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源 2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理 正半周，正半周，T2、D1 承受反向电压截止，承受反向电压截止，T1、D2 承受正向电压，承受正向电压，控制极电压控制极电压uG在在 t=时施加，时施加，故在故在 t 时，时，T1和和D2导通导通电流通路：电流通路：a T1 RL D2 babT+-u2+-u1+-uGT1D1+-uGT2D2RL+-uOiO11第第第第1111章章章章 直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源 负半周，负半周，T1、D2承受反向电压截止，承受反向电压截止，T2、D1 承受正向电压。承受正向电压。控制极电压控制极电压uG在在

7、t=+时施加，时施加，故在故在+t2 时，时，T2 和和 D1 导通。导通。电流通路：电流通路：bT2 RLD1 aabT+-u2+-u1+-uGT1D1+-uGT2D2RL+-uOiO2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理 12第第第第1111章章章章 直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源 3.3.工作波形工作波形工作波形工作波形 +2 ab+-u2+-uGT1D1+-uGT2D2RL+-uOiO负载负载 RL 上得到不完整上得到不完整 的全波脉动电压的全波脉动电压。u2 t O t uGuO t OO13第第第第1111章章章章 直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电

8、源 4.4.主要参数主要参数主要参数主要参数 uO 2 t UO(1)负载直流电压负载直流电压(2)负载直流电流负载直流电流 UO=2U2sin td(t)1 =U2 2 2 1+cos 2=0.9U2 1+cos 2IO=UORL14第第第第1111章章章章 直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源 例例11.2.1 一单相桥式半控整流电路，要求直流输一单相桥式半控整流电路，要求直流输 出电出电 压压 UO 在在 40 90 V的范围内可的范围内可 调，求输入交流电调，求输入交流电 压和控制角的变压和控制角的变 化范围。化范围。解解 =0 时，时，UO=UOmax=90 V，U2=U

9、O/0.9 故故=90/0.9=100 V UO=40 V 时，时，cos =-1 2UO 0.9U2=-1 240 0.9100 =-0.111 =arccos(-0.111)=96.4故故 的变化范围为的变化范围为0 96.4。15第第第第1111章章章章 直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源 11.3 滤波电路滤波电路 电容滤波电容滤波 电感滤波电感滤波 复式滤波复式滤波 16第第第第1111章章章章 直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源 一、电容滤波电路一、电容滤波电路uot O2 U2 C uo VD4 VD3VD1 VD2RLIou2u1 C 或或 RL 电

10、容放电电容放电 1.电容滤波的原理电容滤波的原理 (1)当二极管导通时当二极管导通时 电容被充电储能。电容被充电储能。(2)当二极管截止时当二极管截止时 电容放电。电容放电。RL 17第第第第1111章章章章 直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源 电容的耐压：电容的耐压：UCN2 U2 结论结论 滤波使滤波使 uo 的波形更平滑，提高了的波形更平滑，提高了 uo 的平均值。的平均值。uo 的平滑程度取决于放电时间常数的平滑程度取决于放电时间常数 =RLC。二极管的导通时间缩短了。二极管的导通时间缩短了。2.电容滤波电路的计算电容滤波电路的计算(1)输出电压的平均值输出电压的平均值

11、取取:Uo=U2（半波）（半波）Uo=1.2 U2（全波）（全波）(2)滤波电容的选择滤波电容的选择 取取:C(3 5)T2RL=1.52.52RLf18第第第第1111章章章章 直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源 结论结论 电容滤波电路适用于电容滤波电路适用于 输出电压较高，负载输出电压较高，负载 电流较小且负载变动电流较小且负载变动 不大的场合。不大的场合。(3)整流二极管的选择整流二极管的选择 电容滤波电容滤波 1.414U2 0.9U2uo Io O 3.输出特性（外特性）输出特性（外特性）IF 2ID（电容充电产生冲击电流）（电容充电产生冲击电流）UR URm 19第第

12、第第1111章章章章 直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源 例例11.3.1 一桥式整流、电容滤波电路，已知电源频一桥式整流、电容滤波电路，已知电源频率率 f=50 Hz，负载电阻，负载电阻 RL=100 ，输，输 出直流电压出直流电压 UO=30 V。试求。试求：(1)选择整流二极管；选择整流二极管；(2)选择滤波电容器；选择滤波电容器；(3)负载电负载电阻阻 断路时的输出电压断路时的输出电压UO；(4)电容断路时的输出电压电容断路时的输出电压UO。解：解：(1)选择整流二极管选择整流二极管IO=UORL=30100=0.3 AID=0.15 A12IO=120.3 U2=UO1

13、.230 1.2=25 V=IF2ID=20.15=0.3 AURURm=34.5 VURm=2 U2 =2 25 =35.4 V20第第第第1111章章章章 直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源 查附录，选用查附录，选用 2CZ53B 的二极管的二极管 4 个个（IF=300mA，UR=50V）。）。(2)选择滤波电容器选择滤波电容器C1.52.5 RLf1.52.510050 =(300500)FFUCN=2 25 =35.4 V 2 U2 (3)负载电阻断路时负载电阻断路时UO=2 U2 =2 25 =35.4 V(4)电容断路时电容断路时UO=0.9U2=0.925=22.

14、5 V21第第第第1111章章章章 直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源 二、电感滤波电路二、电感滤波电路 1.电感滤波的原理电感滤波的原理 对直流分量对直流分量:XL=0，大部分整，大部分整 流电压降在流电压降在 RL 上。上。对谐波分量对谐波分量:f 越高，越高，XL 越大，越大，电压大部分降在电压大部分降在 XL 上。上。输出电压平均值约为：输出电压平均值约为：Uo=0.9 U2（忽略电感线圈的电阻压降）（忽略电感线圈的电阻压降）uo VD4 VD3VD1 VD2RLIou2u1 L22第第第第1111章章章章 直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源 2.电感滤波的

15、特点电感滤波的特点 由于电感的低通特性，使由于电感的低通特性，使 uo 的波形更平滑。的波形更平滑。二极管的导通时间较长。二极管的导通时间较长。电感线圈的电感值较大，其等效电阻也较大，电感线圈的电感值较大，其等效电阻也较大，使使 uo 的平均值下降；而且笨重、体积大。的平均值下降；而且笨重、体积大。电感线圈易对周围环境产生电磁干扰。电感线圈易对周围环境产生电磁干扰。一般只适用于低电压、大电流的场合。一般只适用于低电压、大电流的场合。23第第第第1111章章章章 直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源 uo RLIoC2 C1 三、复式滤波电路三、复式滤波电路 C2 C1 1.LC 形

16、滤波电路形滤波电路 2.RC 形滤波电路形滤波电路 L uo RLIoRL 24第第第第1111章章章章 直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源 一、稳压管稳压电路一、稳压管稳压电路11.4 稳压电路稳压电路T+-u2+-u1CUi RLUO IIOR DZIZ稳压过程：稳压过程：UO IZ I IR UO 25第第第第1111章章章章 直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源 二、集成稳压电路二、集成稳压电路 线性集成稳压电路线性集成稳压电路 开关集成稳压电路开关集成稳压电路 小功率小功率 大功率大功率1.1.三端固定式集成稳压器三端固定式集成稳压器三端固定式集成稳压器三端

17、固定式集成稳压器 CW7800 系列正电压稳压器。系列正电压稳压器。CW7900 系列负电压稳压器。系列负电压稳压器。1 2 3 IN GND OUT 78 1 2 3 GND OUT IN 79 26第第第第1111章章章章 直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源 输出电压规格：输出电压规格：5V,6V,8V,9V,12V,15V,典型电路典型电路 78 CiCo 1 2 0.33 F 0.1 F Ui Uo 3 1：输入端：输入端 2：输出端：输出端 3：公共端：公共端 18V,24V 27第第第第1111章章章章 直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源 79 CiCo

18、 3 2 2.2 F 1 F Ui Uo 1 1：公共端：公共端 2：输出端：输出端 3：输入端：输入端 Ci：抵消输入端接线较长时的电磁效应：抵消输入端接线较长时的电磁效应 CW7800系列：系列：CW7800系列：系列：CW7900系列：系列：CW7900系列：系列：0.33F 2.2F 0.1F 1F Co：使负载电流瞬时增减时，输出电压：使负载电流瞬时增减时，输出电压不致有较大的波动不致有较大的波动 28第第第第1111章章章章 直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源 同时输出正负两组电压的电路同时输出正负两组电压的电路5 V 5 V CW7805Ci1 2 3 CW7905

19、1 2 Co 3 Ui CiCoUO29第第第第1111章章章章 直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源 2.三端可调式集成稳压器三端可调式集成稳压器 类型：类型：CW117、CW217、CW317(正电压正电压)CW137、CW237、CW337(负电压负电压)输出电流等级：输出电流等级：0.1A,0.5A,1.5A 军品级军品级工业级工业级民品级民品级 典型电路：典型电路：CW217 CiCo 3 2 1+C+-Uo+-UiR1R230第第第第1111章章章章 直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源直流稳压电源 CW237 CiCo 2 3 1 C-+Uo-+UiR1R2+输出电压计算公式：输出电压计算公式：UO=1.25(1+)R2R1 31电电电电子子子子技技技技术术术术 第第第第 11 11 章章章章 结结结结 束束束束 下一章下一章 上一章上一章 返回主页返回主页 32