第18章直流稳压电源精.ppt

《第18章直流稳压电源精.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第18章直流稳压电源精.ppt（27页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第1页，本讲稿共27页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：把交流电压变成大小合适把交流电压变成大小合适 的稳定的直流电压的稳定的直流电压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电源变压器电源变压器:将交流电网电压将交流电网电压u1变为合适的交流电压变为合适的交流电压u2。整流电路整流电路:将交流电压将交流电压u2变为脉动的直流电压变为脉动的直流电压u3。滤波电路滤波电路:将脉动直流电压将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压转变为平滑

2、的直流电压u4。稳压电路稳压电路:清除电网波动及负载变化的影响清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压保持输出电压uo的稳定。的稳定。第18章直流稳压电源下一页下一页返回返回上一页上一页第2页，本讲稿共27页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：半波半波、全波全波、桥式桥式和和倍压整流倍压整流；单相单相和和三相三相整流等。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想元件处理：分析时可把二极管

3、当作理想元件处理：二极管的二极管的正向导通电阻为零正向导通电阻为零正向导通电阻为零正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大反向电阻为无穷大反向电阻为无穷大反向电阻为无穷大。整流原理：整流原理：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18.1 整流电路下一页下一页返回返回上一页上一页第3页，本讲稿共27页18.1 整流电路一一 单相半波整流电路单相半波整流电路下一页下一页返回返回上一页上一页1 1 电路结构电路结构电路结构电路结构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 aVVb b，二极管二极管二极管二极管D D导通；导通；导

4、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，VaVVb b，二极管二极管二极管二极管 D D1 1、D D3 3 导通导通导通导通，D D2 2、D D4 4 截止截止截止截止 。u 负半周，负半周，Va Vb，二极管二极管二极管二极管 D D2 2、D D4 4 导通，导通，导通，导通，D D1 1、D D3 3 截止截止截止截止 。3 3 工作波形工作波形工作波形工作波形uD2uD4uouDttuuD1uD3 在在U的整个周期内都有电流流过负载，的整个周期内都有电流流过负载，且方向一致，故称为且方向一致，故称为全波整流电路全波整流电路。18.1 整流电路下一页下

5、一页第7页，本讲稿共27页下一页下一页返回返回上一页上一页4 4 主要参数主要参数主要参数主要参数(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)(2)整流电流平均值整流电流平均值整流电流平均值整流电流平均值 I Io o(3)(3)每管承受的最高反向电压每管承受的最高反向电压每管承受的最高反向电压每管承受的最高反向电压 U URMRM比半波整流增加了一倍比半波整流增加了一倍uouDttu18.1 整流电路第8页，本讲稿共27页下一页下一页返回返回上一页上一页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 由于每两个二极管串连导

6、电半周，因此，每个二极管中流过的电流只有负载电流的一半。由于每两个二极管串连导电半周，因此，每个二极管中流过的电流只有负载电流的一半。由于每两个二极管串连导电半周，因此，每个二极管中流过的电流只有负载电流的一半。由于每两个二极管串连导电半周，因此，每个二极管中流过的电流只有负载电流的一半。选管时应满足：选管时应满足：选管时应满足：选管时应满足：I IDOMDOM 0.50.5I IOO=0.45U/R 0.45U/RL L，U URWMRWM U URMRM 18.1 整流电路第9页，本讲稿共27页几种常见的硅整流桥几种常见的硅整流桥+-+-uuL+下一页下一页返回返回上一页上一页18.1 整

7、流电路第10页，本讲稿共27页 试分析图示桥式整流电路中的二极管试分析图示桥式整流电路中的二极管试分析图示桥式整流电路中的二极管试分析图示桥式整流电路中的二极管D D2 2 或或或或D D4 4 断开时负载电压的波形。断开时负载电压的波形。断开时负载电压的波形。断开时负载电压的波形。如果如果如果如果D D2 2 或或或或D D4 4 接反，后果如何？如果接反，后果如何？如果接反，后果如何？如果接反，后果如何？如果D D2 2 或或或或D D4 4因击穿或烧坏而短路，后果又如何？因击穿或烧坏而短路，后果又如何？因击穿或烧坏而短路，后果又如何？因击穿或烧坏而短路，后果又如何？下一页下一页返回返回上

8、一页上一页例：例：例：例：uo+_u+_RLD2D4 D1D3解：解：解：解：(1)(1)(1)(1)当当D2或或D4断开后断开后 电路为单相半波整流电路。正半周时，电路为单相半波整流电路。正半周时，D1和和D3导通，负载中有电流导通，负载中有电流过，负载电压过，负载电压uo o=u；负半周时，；负半周时，D1和和D3截止，负载中无电流通截止，负载中无电流通过，负载两端无电压，过，负载两端无电压，uo o=0=0。uo u 234tt234oo18.1 整流电路第11页，本讲稿共27页下一页下一页返回返回上一页上一页 (2)(2)如果如果如果如果D D2 2或或或或D D4 4接反接反接反接反

9、 则正半周时，二极管则正半周时，二极管D1、D4或或D2、D3导通，电流经导通，电流经D1、D4或或D2、D3而造而造成电源短路，电流很大，因此变压器及成电源短路，电流很大，因此变压器及D1、D4或或D2、D3将被烧坏。将被烧坏。(3)(3)如果如果如果如果D D2 2或或或或D D4 4因击穿烧坏而短路因击穿烧坏而短路因击穿烧坏而短路因击穿烧坏而短路 则正半周时，情况与则正半周时，情况与D2或或D4接反类似，电源及接反类似，电源及D1或或D3也将因电流过大而也将因电流过大而烧坏。烧坏。uo+_u+_RLD2D4 D1 D318.1 整流电路第12页，本讲稿共27页下一页下一页返回返回上一页上

10、一页18.2 滤波器 交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，其中既有直流成份又有交流交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，其中既有直流成份又有交流成份。成份。滤波原理：滤波原理：滤波原理：滤波原理：滤波电路利用储能元件电容两端的电压滤波电路利用储能元件电容两端的电压(或通过电感中的电流或通过电感中的电流)不能突变的不能突变的特性特性,滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。目的。滤波电路：滤波电路：电容滤波、电感滤波电容滤波、电感滤波CLRC-LC-倒L电容滤波与负载并联电容滤

11、波与负载并联电感滤波与负载串联电感滤波与负载串联第13页，本讲稿共27页一一一一.电容滤波电路电容滤波电路电容滤波电路电容滤波电路+C下一页下一页返回返回上一页上一页18.2 滤波器第14页，本讲稿共27页（1 1）空载（）空载（R RL L=）时）时vCvLtvc=vLv2 vC时：时：二极管导通，二极管导通，C C充电充电v2 vC时：时：二极管截止，二极管截止，C C放电。放电。由于由于RL=，无放电回无放电回路，所以路，所以vC保持不变。保持不变。v2t下一页下一页返回返回上一页上一页18.2 滤波器第15页，本讲稿共27页（2）接入RL（且RLC较大）时v2 vC时：时：二极管导通，

12、二极管导通，C C充电充电v2 vC时：时：二极管截止，二极管截止，C C放电。放电。放电时间常数充电时间常数放电慢，故电容两端电压接近平滑。放电慢，故电容两端电压接近平滑。充电迅速充电迅速vLtv2t下一页下一页返回返回上一页上一页18.2 滤波器第16页，本讲稿共27页下一页下一页返回返回上一页上一页18.2 滤波器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和平均值输出电压的脉动程度和平均值Uo与放电时间常数与放电时间常数RLC有关。有关。R RL LC C 越大

13、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输出电压的平均值输出电压的平均值U Uo o 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、全波）桥式、全波）Uo=1.0 U（半波）半波）当负载当负载当负载当负载R RL L 开路时，开路时，开路时，开路时，U UO O 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第17页，本讲稿共27页18.2 滤波器(2)(2)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：选管时一般取：选

14、管时一般取：I IOM OM=1.5=1.5 2 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整流二极管导通时间越短时间越短 iD 的峰值电流越大。的峰值电流越大。iDtuotOO下一页下一页返回返回上一页上一页第18页，本讲稿共27页下一页下一页返回返回上一页上一页例：有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频率 f=50Hz，负载电阻 RL=200，要求直流输出电压Uo=30V，选择整流二极管及滤波电容器。流过二极管的电流流过二极管的电流流过二极管的电流流过二极管的电流二极管承受的最高反向电压二极管承受的最高反向电压二极管承受的最高反向电压二极管承受的最高反

15、向电压变压器副边电压的有效值变压器副边电压的有效值变压器副边电压的有效值变压器副边电压的有效值 uRLuo+C解：解：1.1.选择整流二极管选择整流二极管选择整流二极管选择整流二极管可选用二极管可选用二极管2CP11IOM=100mA UDRM=50V 取取 RLC=5 T/2已知已知RL=50 2.选择滤波电容器选择滤波电容器可选用可选用C=250 F，耐压为，耐压为50V的极性电容器的极性电容器18.2 滤波器第19页，本讲稿共27页下一页下一页返回返回上一页上一页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压稳压电路（稳压器）是为电路或负载提供稳定

16、的输出电压稳压电路（稳压器）是为电路或负载提供稳定的输出电压稳压电路（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。的一种电子设备。的一种电子设备。的一种电子设备。稳压电路的输出电压大小基本上与电网电压、负载及环境稳压电路的输出电压大小基本上与电网电压、负载及环境稳压电路的输出电压大小基本上与电网电压、负载及环境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。温度的变化无关。温度的变化无关。温度的变化无关。四四 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,使用灵活使用灵活,价格低廉等优点。价格低廉等优点。最简单

17、的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端,故称之为三端集成稳压器。故称之为三端集成稳压器。第20页，本讲稿共27页下一页下一页返回返回上一页上一页1.1.分类分类分类分类XXXX两位数字为输出电压值两位数字为输出电压值三端稳压器输出固定电压输出可调电压输出可调电压输出可调电压输出可调电压输出正电压78XX 输出负电压79XX（1.25 37 V 连续可调）连续可调）18.3 直流稳压电源直流稳压电源 输出电压额定值有输出电压额定值有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 。第21页，本讲稿共27页下一

18、页下一页返回返回上一页上一页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3 公共端公共端2 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3输入端输入端2 输出端输出端塑料封装塑料封装塑料封装塑料封装18.3 直流稳压电源直流稳压电源 第22页，本讲稿共27页下一页下一页返回返回上一页上一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)(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

19、器的应用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 0.11F1F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。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，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。18.3 直流稳压电源直流稳压电源 第23页，本讲稿共27页下一页下一页返回返回上一页上一页(2)(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

20、输出正、负电压的电路23220V 24V+C 24V+CW7815Ci+15V123CiW79151COCO 15V1F1F0.33F0.33F1000F1000F18.3 直流稳压电源直流稳压电源 第24页，本讲稿共27页下一页下一页返回返回上一页上一页U UXXXX:为为为为W78XXW78XX固定输出固定输出固定输出固定输出电压电压电压电压U UOO=U=UXX XX+U+UZ Z（3 3）提高输出电压的电路提高输出电压的电路提高输出电压的电路提高输出电压的电路COW78XXCiUI+_+_UO123UXXUZRDZ+_+_18.3 直流稳压电源直流稳压电源 第25页，本讲稿共27页下一页下一页返回返回上一页上一页（5 5）输出电压可调的电路输出电压可调的电路输出电压可调的电路输出电压可调的电路18.3 直流稳压电源直流稳压电源 COW78XXCiUI+UO12UXXR3+-R4R1R2-第26页，本讲稿共27页 例：如图所示桥式整流滤波及稳压电路，例：如图所示桥式整流滤波及稳压电路，试找出电路中的错误，并改正。试找出电路中的错误，并改正。7805的的3、2端之间的电压为多少？端之间的电压为多少？求该电路输出电压的最大值求该电路输出电压的最大值Vomax和和Vomin最小值。最小值。下一页下一页返回返回上一页上一页18.3 直流稳压电源直流稳压电源 第27页，本讲稿共27页