直流穩(wěn)壓電源(.....)ppt課件

1、下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄18.2 濾波器濾波器18.3 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源18.1 整流電路整流電路下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄第第1818章直流穩(wěn)壓電源章直流穩(wěn)壓電源功能：把交流電壓變成穩(wěn)定的大小合適功能：把交流電壓變成穩(wěn)定的大小合適 的直流電壓的直流電壓u4uou3u2u1下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄t uDO u 負半周，負半周，VaVb，二極，二極管管 1、3 導通，導通，2、4 截止截止 。uouD t tuD1uD3 ut U2U2U2 下一頁下一頁

2、返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄4. 參數計算參數計算LLRURUI9 . 0oo o21DII UU2DRM o11. 1 d) sin(2122mIttII ) d( sin21ttU U0.9 oU下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄 (1) 輸出直流電壓高；輸出直流電壓高； (2) 脈動較??；脈動較小； (3) 二極管承受的最大反向電壓較低；二極管承受的最大反向電壓較低； (4) 電源變壓器得到充分利用。電源變壓器得到充分利用。 目前，半導體器件廠已將整流二極目前，半導體器件廠已將整流二極管封裝在一起，制成單相及三相整流管封裝在一起，制成單相及三相整流橋模塊，這

3、些模塊只有輸入交流和輸橋模塊，這些模塊只有輸入交流和輸出直流引線。減少接線，提高了可靠出直流引線。減少接線，提高了可靠性，使用起來非常方便。性，使用起來非常方便。下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄V 1119 . 01009 . 0o UU A122121oD IIV 17212222DRM UU A250110Loo RUI 考慮到變壓器副繞組及二極管上的壓降，變壓器考慮到變壓器副繞組及二極管上的壓降，變壓器副邊電壓一般應高出副邊電壓一般應高出 5%10%，即取，即取 U = 1.1 111 122 V下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄例例1：單相橋式整流

4、電路，已知交流電網電壓為：單相橋式整流電路，已知交流電網電壓為 220 V，負載電阻，負載電阻 RL = 50，負載電壓，負載電壓Uo=100V，試求變壓器的變比和容量，并選擇二極管。試求變壓器的變比和容量，并選擇二極管。81122220 .K 變比變比 I = 1.11 Io= 2 1.11 = 2. 2 A 變壓器副邊電壓變壓器副邊電壓 U 122 V A1D IV 172DRM U 可選用二極管可選用二極管2CZ11C，其最大整流電流為，其最大整流電流為1A，反向工作峰值電壓為反向工作峰值電壓為300V。下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄uo+_u+_RLD2D4 D1

5、D3 uo u 2 34tt234oo下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄 如果如果D2D2或或D4D4接反接反 則正半周時，二極管則正半周時，二極管D1D1、D4D4或或D2D2、D3D3導通，電流導通，電流經經D1D1、D4D4或或D2D2、D3D3而造成電源短路，電流很大，因而造成電源短路，電流很大，因此變壓器及此變壓器及D1D1、D4D4或或D2D2、D3D3將被燒壞。將被燒壞。 如果如果D2D2或或D4D4因擊穿燒壞而短路因擊穿燒壞而短路 則正半周時，情況與則正半周時，情況與D2D2或或D4D4接反類似，電源及接反類似，電源及D1D1或或D3D3也將因電流過大而燒壞。

6、也將因電流過大而燒壞。uo+_u+_RLD2D4 D1 D3下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄 D1RLuoD6 D3D5D4D2io Cbau+ o 三相變壓器原繞組接成三三相變壓器原繞組接成三角形，副繞組接成星形角形，副繞組接成星形共陽極組共陽極組共陰極組共陰極組下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄 在在 t1 t2 期間共陰極組中期間共陰極組中a點點電位最高，電位最高，D1 導通；共陽極組中導通；共陽極組中b點電位最低，點電位最低，D4 導通。導通。 D1RLuoD6 D3D5D4D2io Cbau+ o負載電壓負載電壓變壓器副邊電壓變壓器副邊電壓uou

7、a ub uC2 t uoott1 t2 t3t4 t5t6 t7 t8 t9下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄 在在 t2 t3 期間期間共陰極組中共陰極組中a點電位最高，點電位最高，D1 導通；導通； 共陽極組中共陽極組中c點電位最低，點電位最低，D6 導通。導通。 D1RLuoD6 D3D5D4D2io Cbau+ o負載電壓負載電壓變壓器副邊電壓變壓器副邊電壓uoua ub uC2 t t1 t2 t3t4 t5t6 t7 t8 t9uoto下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄 在在 t3 t4 期間期間共陰極組中共陰極組中b點電位最高，點電位最高，D

8、3 導通；導通； 共陽極組中共陽極組中c點電位最低，點電位最低，D6 導通。導通。 D1RLuoD6 D3D5D4D2io Cbau+ o負載電壓負載電壓變壓器副邊電壓變壓器副邊電壓uoua ub uC2 t t1 t2 t3t4 t5t6 t7 t8 t9uoto下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄 在在 t4 t5 期間期間共陰極組中共陰極組中b點電位最高，點電位最高，D3 導通；導通； 共陽極組中共陽極組中a點電位最低，點電位最低，D2 導通。導通。 D1RLuoD6 D3D5D4D2io Cbau+ o負載電壓負載電壓變壓器副邊電壓變壓器副邊電壓uoua ub uC2

9、t t1 t2 t3t4 t5t6 t7 t8 t9uoto下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄t1 t2 t3t4 t5t6 t7 t8 t9uoto D1RLuoD6 D3D5D4D2io cbau+ o變壓器副邊電壓變壓器副邊電壓負載電壓負載電壓uoua ub uC2 t 下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄LL34. 2oRURUI o31DII UU23DRM ) )d(30 sin(231ab26ttU UU2.34 下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄 交流電壓經整流電路整流后輸出的是脈動直流，交流電壓經整流電路整流后輸出的是脈動直

10、流，其中既有直流成份又有交流成份。其中既有直流成份又有交流成份。 濾波原理：濾波電路利用儲能元件電容兩端的電濾波原理：濾波電路利用儲能元件電容兩端的電壓壓( (或通過電感中的電流或通過電感中的電流) )不能突變的特性不能突變的特性, , 濾掉整濾掉整流電路輸出電壓中的交流成份，保留其直流成份，流電路輸出電壓中的交流成份，保留其直流成份，達到平滑輸出電壓波形的目的。達到平滑輸出電壓波形的目的。 方法：將電容與負載方法：將電容與負載RLRL并聯(lián)并聯(lián)( (或將電感與負載或將電感與負載RLRL串聯(lián)串聯(lián)) )。下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄 u uC時，二極管導通，電源在給負載時，

11、二極管導通，電源在給負載RL供電的供電的同時也給電容充電，同時也給電容充電， uC 增加，增加，uo= uC 。 u uC時，二極管截止，電容通過負載時，二極管截止，電容通過負載RL 放電，放電，uC按指數規(guī)律下降，按指數規(guī)律下降， uo= uC 。+Cici +aDuoubRLio= uC 二極管承受的最高反向電壓為二極管承受的最高反向電壓為 。UU22DRM uoU2U2u tO tO下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄25)(3LTCR 一般取一般取(1) (1) 輸出電壓的脈動程度與平均值輸出電壓的脈動程度與平均值UoUo與放電時間與放電時間 常數常數RLCRLC有關。

12、有關。 RLC 越大越大 電容器放電越慢電容器放電越慢 輸出電壓的平均值輸出電壓的平均值Uo 越大，波形越平滑。越大，波形越平滑。近似估算取：近似估算?。?Uo = 1. 2 U ( 橋式、全波）橋式、全波） Uo = 1. 0 U （半波）（半波）U2 為了得到比較平直的輸出電壓為了得到比較平直的輸出電壓下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄有電容濾波有電容濾波 無電容濾波無電容濾波0.45U UooIO 結論結論 采用電容濾波時，輸出電采用電容濾波時，輸出電壓受負載變化影響較大，即壓受負載變化影響較大，即帶負載能力較差。帶負載能力較差。 因此電容濾波適合于要求因此電容濾波適合

13、于要求輸出電壓較高、負載電流較輸出電壓較高、負載電流較小且負載變化較小的場合。小且負載變化較小的場合。 RLC RLC 越大越大O O 越高，越高，IO IO 越大越大整流二極管導通時間越整流二極管導通時間越短短 iD iD 的峰值電流越大。的峰值電流越大。uoU2 tOiD tO下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄+(b)+50k2k2k8k3k3k50F50F50F+20V+ECT 2C 2U oU iRC2RE2RC1RBT 1C 110 k 1k 下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄+E C C Ce LR 1R eTR 2 * *+ +( a )( a

14、 ) + + C bR 1 R 1CRU O CR( b )下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄例：例： 有一單相橋式整流濾波電路，已知交流電源有一單相橋式整流濾波電路，已知交流電源頻率頻率 f = 50Hz，負載電阻，負載電阻 RL = 200，要求直流輸，要求直流輸出電壓出電壓Uo=30V，選擇整流二極管及濾波電容器。，選擇整流二極管及濾波電容器。V 352522DRM UU A075020030212121LOOD.RUII uRLuo+C解：解：1. 選擇整流二極管選擇整流二極管25V1.230 21O .UU可選用二

15、極管可選用二極管2CP11IOM =200mA URWM =50V 下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄 例：有一單相橋式整流濾波電路，已知交流電源例：有一單相橋式整流濾波電路，已知交流電源頻率頻率 f =50Hz，負載電阻，負載電阻 RL = 200，要求直流輸出，要求直流輸出電壓電壓Uo=30V，選擇整流二極管及濾波電容器。，選擇整流二極管及濾波電容器。取取 RLC = 5 T/2已知已知RL = 200S 05. 025015L CR uRLuo+C解：解：2. 選擇濾波電容器選擇濾波電容器F250F102502000.05 0506L R.C可選用可選用C=250F，耐

16、壓為，耐壓為50V的極性電容器的極性電容器下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄L uRLuo+C LC濾波適合于電流較大、要求輸出電壓脈動較小濾波適合于電流較大、要求輸出電壓脈動較小的場合，用于高頻時更為合適。的場合，用于高頻時更為合適。下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄 濾波效果比濾波效果比LC濾波器更好濾波器更好,但二極管的沖擊但二極管的沖擊電流較大。電流較大。 比比 形形 LC 濾波器的體積濾波器的體積小、成本低。小、成本低。L uRLuo+C2+C1R uRLuo+C2+C1 R 愈大，愈大，C2愈大，濾波效果愈好。但愈大，濾波效果愈好。但R 大將使直

17、大將使直流壓降增加，主要適用于負載電流較小而又要求輸流壓降增加，主要適用于負載電流較小而又要求輸出電壓脈動很小的場合。出電壓脈動很小的場合。下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄交直流收擴兩用機電源交直流收擴兩用機電源N1N3C20.047FD2D3D4D12CZ12A4N2FU23A2000F/50V+C124VFU11A直流直流24V交流交流220V 如圖電源輸出電如圖電源輸出電壓為壓為24V, 電流為電流為1.8A。變壓器副繞組變壓器副繞組N3 的電的電壓約為壓約為20V, C2起抑制起抑制高頻干擾作用；副繞高頻干擾作用；副繞組組N2的電壓為的電壓為5.5V，供照明指示燈用

18、。直供照明指示燈用。直流流 24V電池的極性可電池的極性可任意接入。任意接入。下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄UO = UZ IR = IO + IZUIUZRL(IO) IR 設設UI一定，負載一定，負載RL變化變化UO 基本不變基本不變 IR (IRR) 基本不變基本不變 UO (UZ ) IZ +UIRL+CIOUO+uIRRDZIz限流調壓限流調壓穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄UO = UZ IR = IO + IZUIUZUI UZ UO 基本不變基本不變 IRR IZ IR

19、 +UIRL+CIOUO+uIRRDZIz下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄ZMOOIMmin IIRUU (1) UZ = UO(2) IZM= (1.5 3) IOM(3) UI = (2 3) UO(4) RIIUU ominZMOIM OMZminOImin IIUU minOMOIminZIIRUU UIUZIZMIZmin下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄 由穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路和運算放大器可組成恒壓源。由穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路和運算放大器可組成恒壓源。UORFR2R1+ RL+UZRDZ+UUORFR2R1+ +RLRDZ+UZ+U反相輸入恒壓源反相輸入恒壓

20、源同相輸入恒壓源同相輸入恒壓源ZFO1URRU ZFO)(11URRU 改變改變 RF 即可調節(jié)恒壓源的輸出電壓。即可調節(jié)恒壓源的輸出電壓。下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄UiTR2UZRL UO +R3+UB+DZ+Uf+R11R 1R 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路由基準電壓、比較放大、取樣電串聯(lián)型穩(wěn)壓電路由基準電壓、比較放大、取樣電路和調整元件四部分組成。路和調整元件四部分組成。調整調整元件元件比較比較放大放大基準基準電壓電壓取樣取樣電路電路下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄 當由于電源電壓或負載電阻的變化使輸出電當由于電源電壓或負載電阻的變化使輸出電壓壓UO UO

21、 升高時，有如下穩(wěn)壓過程：升高時，有如下穩(wěn)壓過程：O2121fURRRRUU ZUU )(fZuoBUUAU UOUf UB UOIC UCE 由于引入的是串聯(lián)電壓負反饋，故稱串聯(lián)型穩(wěn)由于引入的是串聯(lián)電壓負反饋，故稱串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。壓電路。UITR2UZRL UO +R3+UB+DZ+Uf+R11R 1R 下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄OB1Z21(1)UURURR 輸出電壓輸出電壓(UzUf)(UzUf)UiTR2UZRL UO +R3+UB+DZ+Uf+R11R 1R 下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小單片集成穩(wěn)壓電源，具

22、有體積小, ,可靠性高可靠性高, ,使使用靈活用靈活, ,價格低廉等優(yōu)點。價格低廉等優(yōu)點。最簡單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共最簡單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共引出端引出端, ,故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。1. 分類分類三三端端穩(wěn)穩(wěn)壓壓器器輸出固定電壓輸出固定電壓輸出正電壓輸出正電壓78XX 輸出負電壓輸出負電壓79XX （1. 25 37 V 連續(xù)可調）連續(xù)可調）下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄W7800系列正電壓穩(wěn)壓器系列正電壓穩(wěn)壓器1輸入端輸入端2 公共端公共端3 輸出端輸出端W7900系列負電壓穩(wěn)壓器系列負電壓穩(wěn)壓器1 公共端公共端2輸

23、入端輸入端3 輸出端輸出端下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄 輸出電流超過輸出電流超過 1. 5 A加散熱器）加散熱器） 不需要外接元件不需要外接元件 內部有過熱保護內部有過熱保護 內部有過流保護內部有過流保護 調整管設有安全工作區(qū)保護調整管設有安全工作區(qū)保護 輸出電壓容差為輸出電壓容差為 4%下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄 (1) 電壓調整率電壓調整率SU(穩(wěn)壓系數穩(wěn)壓系數) 反映當負載電流和環(huán)境溫度不變時，電網電壓波反映當負載電流和環(huán)境溫度不變時，電網電壓波動對穩(wěn)壓電路的影響。動對穩(wěn)壓電路的影響。0 0 o 100oo TIIU% UUUS (2) 電流調整率電流調整率SI 反映當輸入電壓和環(huán)境溫度不變時，輸出電流變化反映當輸入電壓和環(huán)境溫度不變時，輸出電流變化時輸出電壓保持穩(wěn)定的能力，即穩(wěn)壓電路的帶負載能時輸出電壓保持穩(wěn)定的能力，即穩(wěn)壓電路的帶負載能力。力。00ooI %100 I T UUUS = 0.0050.02% = 0.11.0%下一頁下一頁返回返回上一頁上一頁退出退出章目錄章目錄(3) 輸出電壓輸出電壓 UO (6) 最大輸入電壓最大輸入電壓 UiM (7) 最大功耗最