(精品)第十章直流稳压电源.ppt

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1、10.1 10.1 整流与滤波电路整流与滤波电路第十章第十章 直流稳压电源直流稳压电源10.2 10.2 串联式稳压电路串联式稳压电路10.3 10.3 集成串联式稳压电路集成串联式稳压电路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转转变为平滑的直流电压变为平滑的直流电压u4。稳稳压电路压电路: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,保持输出电保持输出电压压uo的稳定。的稳定。直流稳压电源的

2、组成和功能直流稳压电源的组成和功能整整 流流 电电 路路滤滤 波波 电电 路路稳稳 压压 电电 路路整整 流流 电电 路路滤滤 波波 电电 路路稳稳 压压 电电 路路u1u2u3u4uo10.1 整流与滤波电路整流与滤波电路1.半波整流电路半波整流电路二极管导通，二极管导通，uL=u2二极管截止二极管截止,uL=0+io+u2 0 时时:u20时时:一一.单相整流电路单相整流电路u2uLuD t 2 3 4 0主要参数：主要参数：IL=UL/RL=0.45 u2/RL uL 2 0 t（2）输出电流平均值）输出电流平均值Io：IL（1）输出电压平均值）输出电压平均值UL：（3）流过二极管的平均

3、）流过二极管的平均电流：电流：uD 2 0 tURMID =ILURM=22u（4）二极管承受的最高反向电压：）二极管承受的最高反向电压：IL 2.全波整流电路全波整流电路+原理：原理：+变压器副边中变压器副边中心抽头，感应心抽头，感应出两个相等的出两个相等的电压电压u2当当u2正半周时，正半周时，D1导通，导通，D2截止。截止。当当u2负半周时，负半周时，D2导通，导通，D1截止。截止。全波整流电压波形全波整流电压波形u2uLuD1 t 2 3 4 0uD2uL 2 0 tIL=UL/RL=0.9 u2/RL 主要参数：主要参数：（2）输出电流平均值）输出电流平均值IL：（1）输出电压平均值

4、）输出电压平均值UL：ILuD 2 0 t（3）流过二极管的平均）流过二极管的平均电流：电流：ID =IL/2（4）二极管承受的最高反向电压：）二极管承受的最高反向电压：3.桥式整流电路桥式整流电路（1）组成：由四个二极管组成桥路）组成：由四个二极管组成桥路u2正半周时正半周时:D1、D3导通导通，D2、D4截止截止（2）工作原理：）工作原理：u2+u2负半周时：负半周时：D2、D4 导通导通，D1、D3截止截止u2输出电压平均值：输出电压平均值：UL=0.9u2输出电流平均值输出电流平均值:IL=UL/RL=0.9 u2/RL 流过二极管的平均电流：流过二极管的平均电流：ID=IL/2u2（

5、3）主要参数：）主要参数：二极管承受的最大反向电压：二极管承受的最大反向电压：URM=22u用傅氏级数对桥式整流的输出用傅氏级数对桥式整流的输出 uL 分解后可得分解后可得:uL 2 0 t基波基波基波峰值基波峰值输出电压平均值输出电压平均值集成硅整流桥：集成硅整流桥：u2uL+-+1.电容滤波电容滤波二、滤波电路二、滤波电路（1）空载（）空载（RL=）时：时：u2tuLtuc=uLu2 uC时：时：二极管导通，二极管导通，C充电充电u2 uC时：时：二极管截止，二极管截止，C放电。放电。由于由于RL=，无放电回无放电回路，所以路，所以uC保持。保持。（2）接入接入RL（且（且RLC较大）时较

6、大）时u2tiDtu2 uC时：时：二极管导通，二极管导通，C充电充电u2 uC时：时：二极管截止，二极管截止，C放电。放电。二极管中二极管中的电流的电流uc=uL近似估算近似估算:UL=1.2U2(b)流过二极管瞬时电流很大流过二极管瞬时电流很大整流管导电时间越短整流管导电时间越短 iD的峰值电流越大的峰值电流越大电容滤波电路的特点：电容滤波电路的特点：(a)UL与与RLC的的 关系：关系：RLC 愈大愈大 C放电愈慢放电愈慢 UL(平均值平均值)愈大愈大RLC 较大较大一般取：一般取：(T:电源电压的周期电源电压的周期)u2tiDtuc=uL2.电感滤波电路电感滤波电路电路结构电路结构:在

7、桥式整流电路与负载间串入一电感在桥式整流电路与负载间串入一电感L。输出电压平均值输出电压平均值:UL=0.9U2对谐波分量对谐波分量:f 越高，越高，XL 越大越大,电压大部分降在电感上。电压大部分降在电感上。因此，因此，在输出端得到比较平滑的直流电压。在输出端得到比较平滑的直流电压。对直流分量对直流分量:XL=0 相当于短路相当于短路,电压大部分降在电压大部分降在RL上上3.其它滤波电路其它滤波电路LC滤波电路滤波电路RC型滤波电路型滤波电路10.2 串联式稳压电路串联式稳压电路稳压电路的作用稳压电路的作用:交流交流电压电压脉动脉动直流电压直流电压整流整流滤波滤波有波纹的有波纹的直流电压直流

8、电压稳压稳压直流直流电压电压一一.稳压电路的主要性能指标稳压电路的主要性能指标常用以下参数来说明稳压电源的质量：常用以下参数来说明稳压电源的质量：1、稳压系数、稳压系数2、输出电阻、输出电阻3、温度系数、温度系数输出电压：输出电压：二二.稳压管稳压电路稳压管稳压电路1.1.稳压原理稳压原理利用稳压管的反向击穿特性。利用稳压管的反向击穿特性。由由于于反反向向特特性性陡陡直直，较较大大的的电电流流变变化化，只只会会引引起起较较小小的电压变化。的电压变化。稳压原理：稳压原理：(1)(1)当输入电压变化时当输入电压变化时UiUZUoUoURIIZ由图知：由图知：(2)(2)当负载电流变化时当负载电流变

9、化时稳压过程：稳压过程：UoURUoIZI2、限流电阻的计算、限流电阻的计算（1 1）（2 2）所以：所以：例例10.4.1解：（解：（1）（2）（3）在其它参数确定的前提下，R越大，稳压系数越小，输出电阻越接近 。例例10.4.2解：（解：（1）（2）三三.串联型稳压电路串联型稳压电路稳压管稳压电路的缺点：稳压管稳压电路的缺点：（1 1）带负载能力差）带负载能力差（2 2）输出电压不可调）输出电压不可调改进改进1 1：（1 1）提提高高带带负负载载能能力力在输出端加一射极输出器在输出端加一射极输出器UO=UZ-0.7V基本调整管稳压电路改进改进2 2：（2 2）使使输输出出电电压压可可调调在

10、在射射极极输输出出器器前前加加一一带带有有负负反反馈馈的放大器的放大器具有放大环节的串联型稳压电路具有放大环节的串联型稳压电路。具有放大环节的串联型稳压电路具有放大环节的串联型稳压电路输出电压的调节范围：输出电压的调节范围：调整管的选择：调整管的选择：（1）（2）（3）（1）（2）（3）例例10.5.1解：（解：（1）（2）例例10.5.2解：（解：（1）（2）图10.5.3 串联型稳压电路的方框图图10.5.8 限流型过流保护电路 常用的集成三端稳压器的外形及类型常用的集成三端稳压器的外形及类型1端端:输入端输入端2端端:公共端公共端3端端:输出端输出端10.3 集成稳压器集成稳压器图10.

11、5.16 三端稳压器的外形和方框图1.基本使用方法基本使用方法+20V+15V注意：注意：输入电压输入电压Ui一般应比输出电压端一般应比输出电压端Uo高高3V以上。以上。二二.三端固定式集成稳压器的使用三端固定式集成稳压器的使用 C1、C2的作用：的作用：防止自激振荡，减小高频噪声、改善负载的防止自激振荡，减小高频噪声、改善负载的瞬态响应。瞬态响应。2.输出正负电压输出正负电压3.输出电压可调输出电压可调可得：可得：4.4.扩大输出电流扩大输出电流 T 1是扩大输出电流的大功率是扩大输出电流的大功率BJT，T 2管是管是T1的保护管。的保护管。当输出电流较小，当输出电流较小，R 1上的压降也较

12、小，上的压降也较小，T1、T2管都不导通。管都不导通。IO=I 当输出电流大于三端稳压器的输出电流时，使当输出电流大于三端稳压器的输出电流时，使R 1上的压上的压降变大，降变大，T 2导通。导通。I O=I+IC1 图10.5.18 一种输出电流扩展电路1.三端可调式稳压器三端可调式稳压器W117的内部结构：的内部结构：三三.三端可调式集成稳压器三端可调式集成稳压器 电阻电阻R 1和和R 2为外接电阻，忽略基准源电流，则有：为外接电阻，忽略基准源电流，则有：三三.W117的基本应用电路的基本应用电路 图10.5.22 基准电压源电路图10.5.23 典型应用电路电容电容C 1：防止自激。防止自

13、激。电容电容C 2：减小电阻减小电阻R 2上的电压波动。上的电压波动。D1、D2：保护二极管。保护二极管。图10.5.24 W117的外加保护电路10.3.2 倍压整流电路倍压整流电路利用滤波电容的存储作用，由多个电容和二极管可以获得几倍利用滤波电容的存储作用，由多个电容和二极管可以获得几倍于变压器副边电压的输出电压，称为倍压整流电路。于变压器副边电压的输出电压，称为倍压整流电路。图10.3.6 二倍压整流电路图10.3.7 多倍压整流电路第10章 作业10.5 10.6 10.7 10.9 10.10 10.15 10.17 10.181整流电路（利用二极管的单向导电性）整流电路（利用二极管

14、的单向导电性）半波整流：半波整流：UL=0.45U2 全波整流：全波整流：UL=0.9U2 桥式整流：桥式整流：UL=0.9U22滤波电路滤波电路 电容滤波（桥式整流）：电容滤波（桥式整流）：UL=1.2U2 电感滤波：电感滤波：UL=0.9U23稳压电路稳压电路 稳压管稳压电路：稳压管稳压电路：UO=UZ 串联式稳压电路：串联式稳压电路：（1）电路结构及工作原理（四个组成部分、稳压过程）电路结构及工作原理（四个组成部分、稳压过程）（2）输出电压调节范围）输出电压调节范围4集成稳压器集成稳压器 三端固定式集成稳压器（三端固定式集成稳压器（W7800、W7900）及其使用及其使用 三端可调式集成稳压器三端可调式集成稳压器本章小结本章小结