第13章直流稳压电源精选文档.ppt

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1、第13章直流稳压电源本讲稿第一页，共三十三页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OtuOtuOtuOtuOtu220 V单向脉动直单向脉动直流电压流电压合适的合适的交流电压交流电压滤波滤波稳压稳压直流稳压电源的组成框图直流稳压电源的组成框图直流稳压电源的组成框图直流稳压电源的组成框图本讲稿第二页，共三十三页13.1 单相单相半波整流半波整流电路电路本讲稿第三页，共三十三页 to 2 3 u2 to 2 3 uO to 2 3 iD=iO to 2 3 uDDRL220 V+uu2iD=iOuD+本讲稿第四页，共三十三页13.2 单相单相桥式整流电桥式整流电路路本讲稿第五页，

2、共三十三页+uo RLio+u2 u1+uo ioRLD4D3D2D1u2u1D4D1D2D3+u2 RL+uo iou1D3D1D2D4+u2 RL+uo iou1一、桥式整流电路（几种画法）一、桥式整流电路（几种画法）本讲稿第六页，共三十三页二、桥式整流电路工作原理二、桥式整流电路工作原理RLioD4D3D2D1+u2+uo 承受反压承受反压截止截止+u1 u2正半周：正半周：D1和和D3导通，导通，D2和和D4截止。截止。本讲稿第七页，共三十三页RLD4D3D2ioD1+u2+uo u2负半周：负半周：+u1 承受反压承受反压截止截止D2 和和 D4导通导通,D1和和 D3 截止。截止。

3、本讲稿第八页，共三十三页1.波形波形输入负半周输入负半周D3RLD4D2D1u1u2+uo+ioioRLD4D3D2D1+u2u1+uo 输入正半周输入正半周 to to to to 2 3 2 3 2 2 3 3 uOu2uDiD=iOD2、4D1、3本讲稿第九页，共三十三页2.参数估算参数估算1)整流输出电压平均值整流输出电压平均值2)二极管平均电流二极管平均电流3)二极管最大反向压二极管最大反向压 to to to to 2 3 2 3 2 2 3 3 uOu2uDiD=iO本讲稿第十页，共三十三页例例13.2 已知负载电阻已知负载电阻RL=50,负载电压负载电压UO=100V。今采。今

4、采用用单相桥式整流电路，交流电源电压为单相桥式整流电路，交流电源电压为220V。根据电路要。根据电路要求选择二极管。求选择二极管。解：解：负载电流负载电流每个二极管通过的平均电流每个二极管通过的平均电流变压器二次侧电压的有效值为变压器二次侧电压的有效值为 考虑到变压器二次侧绕组及管子上的压降，变压器考虑到变压器二次侧绕组及管子上的压降，变压器二次侧电压一般要高出（二次侧电压一般要高出（510%）U2，即，即111 1.1 122V。可选用可选用2CZ12D二极管，其二极管，其最大整流电流最大整流电流为为3A，反向反向工作峰值电压工作峰值电压为为300V。本讲稿第十一页，共三十三页13.3 常用

5、常用的整流组合的整流组合元件元件本讲稿第十二页，共三十三页1.半桥堆半桥堆D2D1内部接线内部接线RL+u2+u2 与变压器、负载的接线与变压器、负载的接线+1/2QL1.5A200+2CQA外型外型型号型号:1/2QL(额定正向整流电流额定正向整流电流)A(最高反向峰值电压最高反向峰值电压)本讲稿第十三页，共三十三页2.全桥堆全桥堆内部接线内部接线型号型号:QA(额定正向整流电流额定正向整流电流)A(最高反向峰值电压最高反向峰值电压)D4D1D2D3+-+电路符号电路符号外型外型+-+QL0.5A200-QL0.1A100本讲稿第十四页，共三十三页13.4 电容电容滤波滤波 电路电路本讲稿第

6、十五页，共三十三页io +uo=uc RLD1D4D3D2+u2+u1 1.电路和工作原理电路和工作原理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C u2正半周正半周D1和和D3导通，给导通，给 C 充电充电,u2达到最大值时，达到最大值时，C 两端电压充到最大值。两端电压充到最大值。当当u2从最大值开始下降时，从最大值开始下降时，D1和和D3截止，截止，C 向向 RL 放电。放电。经经经经C C C C 滤波后滤波后滤波后滤波后 u uo o 的波形变得平缓的波形变得平缓的波形变得平缓的波形变得平缓,平均值提高。平均值提高。平均值提高。平均值提高。本讲稿第十六页，共三十

7、三页2.波形及输出电压波形及输出电压 当当 RL=时时（C没有放电回路）没有放电回路）:0 tuO 2 当当 RL 为有限值时为有限值时:此时此时此时此时 U UO O=1.2=1.2U U2 2RC 越大（越大（C放电越慢）放电越慢）UO 越大。越大。RL=为获得良好滤波效果为获得良好滤波效果,一般取一般取:(T 为输入为输入交流电压交流电压的周期的周期)（半波整流（半波整流（半波整流（半波整流 U UO O=U U2 2）本讲稿第十七页，共三十三页例例13.3 一一单相桥式整流单相桥式整流,负载电阻负载电阻 RL=1.2K ,要求直流输出电压要求直流输出电压 UO=30V,选择选择整流二极

8、管整流二极管及及滤波电容。交流电源频率滤波电容。交流电源频率 f=50 Hz。解：解：1.1.选二极管选二极管选二极管选二极管可选可选:2CCP11(IOM =100mA，UDRM =50 V)。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：47 F,耐压耐压50 V 的电解电容的电解电容本讲稿第十八页，共三十三页13.5 电感电感滤波滤波 电路电路本讲稿第十九页，共三十三页1.电感滤波电感滤波整流后的输出电压：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（L=0）,交流分量交流分量主要主要降在降在 L 上。上。频率

9、越高，电感频率越高，电感越大，滤波效果越好。越大，滤波效果越好。RLL+u2+uO 一般：一般：一般：一般：U UOO=0.9=0.9U U2 2本讲稿第二十页，共三十三页 当电感线圈的电流发生变化时当电感线圈的电流发生变化时,要产生自感电动势阻碍要产生自感电动势阻碍电流的变化电流的变化,使负载电流和电压的脉动减小。然后又经过电使负载电流和电压的脉动减小。然后又经过电容再一次滤波，得到更为平直的输出电压。容再一次滤波，得到更为平直的输出电压。2.LC 滤波滤波LRL+u2 C+uO 本讲稿第二十一页，共三十三页13.6 稳压二稳压二极极 管稳压管稳压电路电路13.6.1 稳压二极管稳压电路稳压

10、二极管稳压电路 的工作原理的工作原理13.6.2 稳压二极管稳压电路稳压二极管稳压电路 元件的选择元件的选择本讲稿第二十二页，共三十三页13.6.1 稳压二极管稳压电路的工作原理稳压二极管稳压电路的工作原理RLCRIRIZDZ+UL+UC+u IL+UR稳压稳压电路电路引起电压不稳定的原因引起电压不稳定的原因交流电源电压的波动交流电源电压的波动负载电流的变化负载电流的变化本讲稿第二十三页，共三十三页 交流电源电压增加交流电源电压增加 整流输出电压整流输出电压UC增加增加负负载电压增加载电压增加 稳压管的电流稳压管的电流IZ显著增加显著增加 限流电阻限流电阻R上上的压降增加的压降增加负载电压保持

11、基本不变。负载电压保持基本不变。1.1.负载电阻负载电阻负载电阻负载电阻R RL L不变，交流电源电压波动时稳压过程不变，交流电源电压波动时稳压过程不变，交流电源电压波动时稳压过程不变，交流电源电压波动时稳压过程RLCRIRIZDZ+UL+UC+u IL+URu UC ULIZIRURUL 本讲稿第二十四页，共三十三页2.2.电源电压不变，负载电流变化时稳压过程电源电压不变，负载电流变化时稳压过程电源电压不变，负载电流变化时稳压过程电源电压不变，负载电流变化时稳压过程RLCRIRIZDZ+UL+UC+u IL+URRL IL ULIZIRURUL 电源电压保持不变，负载电流增大电源电压保持不变

12、，负载电流增大电阻电阻R上的压降上的压降增大增大负载电压下降负载电压下降 稳压管电流显著减小稳压管电流显著减小通过电阻通过电阻R的电流和电阻上的压降保持近似不变的电流和电阻上的压降保持近似不变负载电压近似不变。负载电压近似不变。本讲稿第二十五页，共三十三页13.6.2 稳压二极管稳压电路元件的选择稳压二极管稳压电路元件的选择稳压管选择：稳压管选择：一般取一般取UZ=UL IZmax=2ILmax整流滤波后的整流滤波后的电压：电压：UC=(23)UL 限流电阻限流电阻R的的选择：选择：本讲稿第二十六页，共三十三页限流电阻限流电阻R的功率：的功率：本讲稿第二十七页，共三十三页 选择稳压管选择稳压管

13、2CW18（UZ=1012V,IZ=5mA,IZmax=20mA）例例13.5 某某稳压管稳压电路，稳压管稳压电路，负载电阻负载电阻RL 由开路变到由开路变到2k，交流经，交流经整流滤波后的整流滤波后的电压电压UC=30V。设。设UC的变化范围为的变化范围为 10%，负载电压负载电压UL=10V，试选择，试选择稳压管和限流电阻稳压管和限流电阻R。解：解：负载电流负载电流选择选择1.5k 选择选择选择选择1.5k1.5k 、1W1W的电阻的电阻的电阻的电阻本讲稿第二十八页，共三十三页13.7 13.7 集成稳压器集成稳压器集成稳压器集成稳压器 集集成成稳稳压压电电路路是是将将稳稳压压电电路路的的

14、主主要要元元件件甚甚至至全全部部元元件件制制作作在在一一块块硅硅基基片片上上的的集集成成电电路路，因因而而具具有有体体积积小小、使使用用方方便便、工工作可靠等特点。作可靠等特点。集集成成稳稳压压器器的的种种类类很很多多，作作为为小小功功率率的的直直流流稳稳压压电电源源，应应用用最最为为普普遍遍的的是是3端端式式串串联联型型集集成成稳稳压压器器。3端端式式是是指指稳稳压压器器仅仅有有输输入入端端、输输出出端端和和公公共共端端3个个接接线线端端子子。如如W78和和W79系系列列稳稳压压器器。W78系系列列输输出出正正电电压压有有5V、6V、8V、9V、10V、12V、15V、18V、24V等等多多

15、种种，若若要要获获得得负负输输出出电电压压选选W79系系列列即即可可。例例如如W7805输输出出+5 V电电压压，W7905则则输输出出5 V电电压压。这这类类端端稳稳压压器器在在加加装装散散热热器器的的情情况况下下，输输出出电电流流可可达达1.52.2A，最最高高输输入入电电压压为为35V，最最小小输输入入、输输出出电电压压差差为为23V，输出电压变化率为，输出电压变化率为0.10.2。本讲稿第二十九页，共三十三页1 1、外形和管脚排列、外形和管脚排列、外形和管脚排列、外形和管脚排列本讲稿第三十页，共三十三页2 2、典型应用电路、典型应用电路、典型应用电路、典型应用电路（1）基本电路。）基本

16、电路。本讲稿第三十一页，共三十三页（2）提高输出电压的电路。）提高输出电压的电路。输出电压输出电压Uo=U+UZ本讲稿第三十二页，共三十三页（3）输出电压可调的稳压电路。）输出电压可调的稳压电路。（4）扩大输出电流的电路。）扩大输出电流的电路。图中图中I3为稳压器公共端电流，其值很小，可以忽略不计，所以，则可得：为稳压器公共端电流，其值很小，可以忽略不计，所以，则可得：式中式中为三极管的电流放大系数。设，为三极管的电流放大系数。设，V，A，则可计算出，则可计算出A，可见，可见Io比比I2扩大了。扩大了。电阻电阻R的作用是使功率管在输出电流较大时才能导通。的作用是使功率管在输出电流较大时才能导通。本讲稿第三十三页，共三十三页