第九章、直流稳压电源PPT讲稿.ppt

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1、第九章、直流稳压电源第1页，共29页，编辑于2022年，星期二直流稳压电源的组成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把交流电压变成稳定的大小合适 的直流电压。的直流电压。电子电路工作时都需要直流电源提供能量，电池因使用费用高，一般只用于低功耗便携式的仪器设备中。第2页，共29页，编辑于2022年，星期二9.2 单相单相整流电路整流电路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：半波、全波、桥式和倍压整流半波、全波、桥式和倍压整流;在电子电路中一般采在电子电路中一般采用单相交流电供电，所以只介

2、绍单相整流电路。用单相交流电供电，所以只介绍单相整流电路。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：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：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。下面下面重点分析半波和桥式整流、滤波电路。重点分析半波和桥式整流、滤波电路。第3页，共29页，编辑于2022年，星期二9.2.1 单相半波整流电路单相半波整流电路uDO2.工作原理工作原理Va Vb b，二极管二极管二极管二极管D导通。导通。3.工作波形工作波形1.电路结构电路结构uOOu 正半周

3、正半周 第4页，共29页，编辑于2022年，星期二u2 tOuDOVa a Vb，二极管二极管D D导通。导通。1.1.电路结构电路结构电路结构电路结构uOOu u 正半周正半周 3.3.工作波形工作波形工作波形工作波形Va Vb，二极管二极管 D1、D D3 3 导导导导通，通，通，通，D D2、D D4 4 截止截止。3.3.工作波形工作波形工作波形工作波形uD2uD41.电路结构电路结构 u u 正半周正半周第13页，共29页，编辑于2022年，星期二9.2.3 单相桥式整流电路单相桥式整流电路2.工作原理工作原理3.工作波形工作波形1.1.电路结构电路结构电路结构电路结构Va a V

4、Vb,二极管二极管二极管二极管D D2、D D4 4 导通，导通，导通，导通，D D1 1、D3 3 截止截止。uD1uD3 u u 负半周负半周负半周负半周第14页，共29页，编辑于2022年，星期二4.4.参数计算参数计算参数计算参数计算(1)整流电压平均值整流电压平均值 UOO(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 IOO(3)流过每个二极管电流平均值流过每个二极管电流平均值 ID D第15页，共29页，编辑于2022年，星期二(4)(4)每个二极管承受的最高反向电压每个二极管承受的最高反向电压每个二极管承受的最高反向电压每个二极管承受的最高反向电压 URM

5、（5 5）脉动系数脉动系数脉动系数脉动系数 第16页，共29页，编辑于2022年，星期二 (1)输出直流电压高；输出直流电压高；(2)脉动较小；脉动较小；(3)二极管承受的最大反向电压较低；二极管承受的最大反向电压较低；(4)电源变压器得到充分利用。电源变压器得到充分利用。目前，半导体器件厂已将整流二极管封目前，半导体器件厂已将整流二极管封装在一起，制成单相及三相整流桥模块，这装在一起，制成单相及三相整流桥模块，这些模块只有输入交流和输出直流引线，减少些模块只有输入交流和输出直流引线，减少接线，提高了可靠性，使用起来非常方便。接线，提高了可靠性，使用起来非常方便。桥式整流电路的优点：桥式整流电

6、路的优点：第17页，共29页，编辑于2022年，星期二单相桥式整流电路的几种形式单相桥式整流电路的几种形式第18页，共29页，编辑于2022年，星期二9.3 滤波电路滤波电路 交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，其中既有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分。直流成份又有交流成分。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(或通或通过电感中的电流过电感中的电流)不能突变的特性不能突变的特性,滤掉整流电路输出电压滤掉整流电路输出电压中的交流成分，保留其直流成分，达到平滑输出电压波形中的交流成分，保留其直流成分，达

7、到平滑输出电压波形的目的。的目的。方法方法:将电容与负载将电容与负载 RL并联并联(或将电感与负载或将电感与负载 RL串联串联)。第19页，共29页，编辑于2022年，星期二9.3.1 滤波电路滤波电路电容滤波电路电容滤波电路第20页，共29页，编辑于2022年，星期二(1).空载时的情况空载时的情况 空载时RL,设电容C两端的初始电压uC为零。接入交流电源后,当u2为正半周时,VD1、VD3导通,则u2通过VD1、VD3对电容充电;当u2为负半周时,VD2、VD4导通,u2通过VD2、VD4对电容充电。由于充电回路等效电阻很小,所以充电很快,电容C迅速被充到交流电压u2的最大值 。此时二极管

8、的正向电压始终小于或等于零,故二极管均截止,电容不可能放电,故输出电压UO恒为 ,其波形如图(a)所示。(2).带电阻负载时的情况带电阻负载时的情况 1.工作原理工作原理 第21页，共29页，编辑于2022年，星期二图 电容滤波波形 第22页，共29页，编辑于2022年，星期二2、电容滤波的特点、电容滤波的特点A.二极管的导电角二极管的导电角 ，流流过过二二极极管管的的瞬瞬时时电电流流很很大。大。B.负载直流平均电压负载直流平均电压 VL 升高升高 d=RLC 越大，越大，VL 越高越高C.直直流流电电压压 VL 随随负负载载电电流流增增加加而减少而减少当当 d （3 5）时，时，VL=(1.

9、1 1.2)V2第23页，共29页，编辑于2022年，星期二9.4 稳压电路稳压电路 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。理想的稳压器是输出阻抗为零的恒压源

10、。温度的变化无关。理想的稳压器是输出阻抗为零的恒压源。温度的变化无关。理想的稳压器是输出阻抗为零的恒压源。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。其内阻越小，稳压性能越实际上，它是内阻很小的电压源。其内阻越小，稳压性能越实际上，它是内阻很小的电压源。其内阻越小，稳压性能越实际上，它是内阻很小的电压源。其内阻越小，稳压性能越好。好。好。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，也可以是一个独立的电子部件。是一个独立的电子部件。第24页，共29页，编辑于2022年，星期二9.4.1 9.4.1 稳压二极管稳压电路

11、稳压二极管稳压电路稳压二极管稳压电路稳压二极管稳压电路2.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 IRIZ限流调压限流调压1.电路电路RDZ稳压电路稳压电路第25页，共29页，编辑于2022年，星期二9.4.1 稳压二极管稳压电路稳压二极管稳压电路1.1.电路电路电路电路2.工作原理工作原理UO=UZ IR=IO+IZUI UZ 设负载设负载设负载设负载R RL一定，一定，一定，一定，UI 变化变化变化变化 UO 基本不变基本不变 IRR IZ IR

12、UIUZ第26页，共29页，编辑于2022年，星期二9.4.29.4.2 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，可靠性高，使用灵活单片集成稳压电源具有体积小，可靠性高，使用灵活,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、输出和公共引出端，故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。称之为三端集成稳压器。1.1.固定式三端集成稳压器固定式三端集成稳压器表示集成稳压器的输出电压的数值表示集成稳压器的输出电压的数值,以以V为单位。为单位。输出电流：输出电流：78L/79L 输出电流输出电流100 mA78M/79M 输出电流输出电流5

13、00 mA78/79 输出电流输出电流 1.5 A5V,6V,9V,12V,15V,6V,24V等多种等多种输出电压输出电压：型号命名型号命名W78(输出正电压输出正电压)系列系列 W79(输出负电压输出负电压)系列系列(1)第27页，共29页，编辑于2022年，星期二(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、W7900系列稳压器有系列稳压器有金属封装金属封装和和塑料封装塑料封装两种两种W78系列系列INOUTGND31278 78 IN 12 3OUTGND金属封装金属封装塑料封装塑料封装IN79791 2 3 OUTGNDINOUTGND312金属封装

14、金属封装塑料封装塑料封装W79系列系列外形封装和引脚功能图外形封装和引脚功能图 W7800+213_W790013_2符号符号 使用时必须注意引脚功能，不能接错，否则电路将不能使用时必须注意引脚功能，不能接错，否则电路将不能正常工作，甚至损坏集成电路。正常工作，甚至损坏集成电路。第28页，共29页，编辑于2022年，星期二输出电压：输出电压：1.25 37 V 连续可调连续可调输出电流：输出电流：L型型(0.1A)、M型型(0.5A)，未标字母，未标字母(1.5A)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2.2.可调式三端集成稳压器可调式三端集成稳压器可调式三端集成稳压器可调式三端集成稳压器W117/217/317系列系列(输出正电压输出正电压)W137/W237/W337系列系列(输出负电压输出负电压)第29页，共29页，编辑于2022年，星期二