直流稳压电源内容包括:单相整流滤波电路,线性集成稳压器,开关集成稳压电源.ppt
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1、直流稳压电源直流稳压电源1 单相整流滤波电路单相整流滤波电路2 线性集成稳压器线性集成稳压器3 开关集成稳压电源开关集成稳压电源引言几几乎乎所所有有的的电电子子设设备备都都需需要要稳稳定定的的直直流流电电源源,通通常常都都是是由由交交流流电电网网供供电电,因因此此需需要要把把交交流流电电变变成成稳稳定定的的直直流流电电。直直流流稳稳压压电电源源就就是是把把交交流流电电经经过过整整流流变变成成脉脉动动的的直直流流电电,然然后后通通过过滤滤波波稳稳压压转转换换成成稳稳定定的的直直流流电电的的仪仪器器。它它由由整整流流电电路路、滤波电路和稳压电路滤波电路和稳压电路3部分组成。部分组成。整流电路整流电
2、路 整流电路的目的是利用具有单向导电性能整流电路的目的是利用具有单向导电性能的整流元件,将正负交替的正弦交流电压整的整流元件,将正负交替的正弦交流电压整流成为单方向的脉动电压。这种单方向的脉流成为单方向的脉动电压。这种单方向的脉动电压有很大的脉动成分。动电压有很大的脉动成分。滤波电路滤波电路 滤波电路的功能是将整流后的单向滤波电路的功能是将整流后的单向脉动电压中的脉动成分尽可能地滤掉,脉动电压中的脉动成分尽可能地滤掉,使输出电压成为比较平滑的直流电压。使输出电压成为比较平滑的直流电压。它由电容、电感等储能元件组成。它由电容、电感等储能元件组成。稳压电路稳压电路稳压电路的功能是采取一些措施,当稳
3、压电路的功能是采取一些措施,当市电电压或负载电流变化时,使输出的直市电电压或负载电流变化时,使输出的直流电压保持稳定。流电压保持稳定。滤波滤波整流整流稳压稳压变压变压交流交流电源电源负负载载OtuOtuOtuOtuOtu220V单向单向脉动电压脉动电压合适的合适的交流电压交流电压 平滑平滑直流电压直流电压 稳定稳定直流电压直流电压组成组成框图框图1.1.单相整流滤波电路单相整流滤波电路整流电路的作用是利用二极管的单向整流电路的作用是利用二极管的单向导电性,将交流电转换成单向脉动电压。导电性,将交流电转换成单向脉动电压。整流电路中基本上都包含了电源变压器,整流电路中基本上都包含了电源变压器,一方
4、面是一方面是“变压变压”(大多情况下是进行(大多情况下是进行“降压降压”,即将,即将220V降为较低的交流电压);降为较低的交流电压);另一方面是另一方面是“隔离隔离”,把电子设备与电网,把电子设备与电网隔开。在小功率直流电源中,经常采用单隔开。在小功率直流电源中,经常采用单相半波和单相桥式整流电路。相半波和单相桥式整流电路。1.1 单相整流电路单相整流电路一、半波整流电路一、半波整流电路RL220V+uu2iD+uD带有纯阻负载的单相半波整流电路如图所带有纯阻负载的单相半波整流电路如图所示,这是一种最简单的整流电路。它由变示,这是一种最简单的整流电路。它由变压器压器Tr、整流二极管、整流二极
5、管V及负载及负载RL三部分组三部分组成。变压器成。变压器Tr将将220V交流电压变换为整流交流电压变换为整流电路所要求的交流低压;二极管电路所要求的交流低压;二极管V具有正向具有正向导通、反向截止的开关作用,所以将交流导通、反向截止的开关作用,所以将交流电变成了脉动的直流电,称为整流二极管;电变成了脉动的直流电,称为整流二极管;负载负载RL将电能转换成其他能量。将电能转换成其他能量。RL220V+uu2iD+uDu2 0 时时:设设二极管导通,忽略二极二极管导通,忽略二极管正向压降,管正向压降,uo=u2u2 IDO=ULO/RL=0.45 U2/RL(2)D管的最大反向工作电压UR必须 大于
6、二极管实际所承受的最大反 向峰值电压URM,即 UR URM=2SQR(2)U2二极管的选择:输出电压波动小,变压需中心抽头,绕制复杂,成本高,笨重。v1v2voD1Trv2D2v2vo00tt234电路特点:从前面的分析可知,无论何种整流电路,从前面的分析可知,无论何种整流电路,它们的输出电压都含有较大的脉动成分。它们的输出电压都含有较大的脉动成分。为了减少脉动,就需要采取一定的措施,为了减少脉动,就需要采取一定的措施,即滤波。滤波的作用是一方面尽量降低输即滤波。滤波的作用是一方面尽量降低输出电压中的脉动成分,另一方面又要尽量出电压中的脉动成分,另一方面又要尽量保留其中的直流成分,使输出电压
7、接近于保留其中的直流成分,使输出电压接近于理想的直流电压。理想的直流电压。1.2 滤波电路滤波电路一、电容滤波一、电容滤波一、电容滤波一、电容滤波1.电路和工作原理电路和工作原理在整流电路中,在整流电路中,把一个大电容把一个大电容C并接在负载电阻两端就并接在负载电阻两端就构成了电容滤波电路,构成了电容滤波电路,其电路和工作波形如图所示。其电路和工作波形如图所示。电容电容电容电容充电充电充电充电电容电容电容电容放电放电放电放电RLV1V4V3V2ioC +uo=uc +u V导通时给导通时给C 充电充电 V截止时截止时C 向向RL放电放电滤波后滤波后uo 的波形变得平缓的波形变得平缓,平均值提高
8、。平均值提高。RL接入(且接入(且RLC较大)时较大)时 (忽略整流电路内阻忽略整流电路内阻)u2tuot无滤波电容无滤波电容时的波形时的波形加入滤波电容加入滤波电容时的波形时的波形u2上升上升,u2大于电容上的电压大于电容上的电压uc,u2对电容充电,对电容充电,uo=uc u2,u2下降,下降,u2小于电容上的电压。二极管承受反向电压小于电容上的电压。二极管承受反向电压而截止。电容而截止。电容C通过通过RL放电,放电,uc按指数规律下降,时按指数规律下降,时间常数间常数 =RL Cu2tuot只有整流电路输出电压大于只有整流电路输出电压大于u uc c时,才时,才有充电电流。因此二极管中的
9、电流是有充电电流。因此二极管中的电流是脉冲波。脉冲波。二极管中的二极管中的电流电流 经上述分析可知,经上述分析可知,由于在二极管截止期间电容由于在二极管截止期间电容向负载电阻缓慢放电,向负载电阻缓慢放电,使得输出电压的脉动使得输出电压的脉动减小,减小,结果平滑了许多。结果平滑了许多。输出电压平均值也输出电压平均值也得到了提高。得到了提高。显然显然RLC的值越大,的值越大,滤波效果越滤波效果越好,好,当负载开路时(当负载开路时(RL=),为了取得良好的滤波效果,为了取得良好的滤波效果,一般取一般取式中,式中,T为交流电源的周期。为交流电源的周期。此时的输出电压此时的输出电压平均值为平均值为 Uo
10、1.2 U2 例例 1.1 单相桥式电容滤波整流,交流电源频率单相桥式电容滤波整流,交流电源频率f=50 Hz,负载负载电阻电阻RL=40 ,要求直流输出电压要求直流输出电压UO=20V,选择选择整流二极管整流二极管及及滤滤波电容。波电容。解解:选变压器选变压器选二极管应满足选二极管应满足:IF (2 3)ID可选可选:2CZ55C(IF =1 A,URM =100 V)或或1 A、100 V 整流桥整流桥电流平均值电流平均值:承受最高反压:承受最高反压:2.2.选滤波电容选滤波电容选滤波电容选滤波电容可选可选:1000 F,耐压耐压50 V 的电解电容的电解电容二、其他形式滤波二、其他形式滤
11、波二、其他形式滤波二、其他形式滤波1.电感滤波电感滤波RLL+u2 整流后的输出电压:整流后的输出电压:直流分量直流分量被电感被电感L 短路短路交流分量交流分量主要主要降在降在L 上上电感越大,滤波效果越好电感越大,滤波效果越好2.型滤波型滤波L C1RL+u2 C2C1、C2对交流对交流容抗小容抗小L 对交流对交流感抗感抗很很大大负载电流小时负载电流小时L8+Uo+UI RLV1+UCE 2 线性集成稳压器线性集成稳压器并联型并联型稳压电路稳压电路调整管与负载并联调整管与负载并联串联型串联型稳压电路稳压电路调整管与负载串联调整管与负载串联2.1 串联型稳压电路的工作原理串联型稳压电路的工作原
12、理+UI 取取样样电电路路调整管调整管比较放比较放大电路大电路基准电压基准电压UZUF 一、结构和稳压原理一、结构和稳压原理 稳压的实质:稳压的实质:UCE的的自动调节使输出电压恒定自动调节使输出电压恒定二、输出电压的调节范围二、输出电压的调节范围8+Uo+UI R2RLR1R1UFUZR2RP2.2 三端固定集成稳压器三端固定集成稳压器CW7800系列系列(正电源正电源)CW7900系列系列(负电源负电源)5V/6V/9V/12V/15V/18V/24V一、一、78、79系列的型号命名系列的型号命名输出电流输出电流78L /79L 输出电流输出电流100 mA78M/9M 输出电流输出电流5
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