章直流穩(wěn)壓電源實(shí)用教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1章直流穩(wěn)壓電源章直流穩(wěn)壓電源第一頁，共34頁。第1頁/共34頁第二頁，共34頁。第2頁/共34頁第三頁，共34頁。第3頁/共34頁第四頁，共34頁。當(dāng)u2為正半周時(shí)，二極管D承受正向電壓而導(dǎo)通，此時(shí)有電流流過負(fù)載，并且和二極管上的電流相等(xingdng)，即io= id。忽略二極管的電壓降，則負(fù)載兩端的輸出電壓等于變壓器副邊電壓，即uo=u2 ，輸出電壓uo的波形與u2相同。第4頁/共34頁第五頁，共34頁。當(dāng)u2為負(fù)半周時(shí)，二極管D承受(chngshu)反向電壓而截止。此時(shí)負(fù)載上無電流流過，輸出電壓uo=0，變壓器副邊電壓u2全部加在二極管D上。第5頁/共34頁第六頁，共34頁。第

2、6頁/共34頁第七頁，共34頁。第7頁/共34頁第八頁，共34頁。u2為正半周時(shí)，a點(diǎn)電位高于b點(diǎn)電位，二極管D1、D3承受正向電壓而導(dǎo)通，D2、D4承受反向電壓而截止。此時(shí)電流的路徑(ljng)為：aD1RLD3b，如圖中實(shí)線箭頭所示。u2為負(fù)半周時(shí)，b點(diǎn)電位高于a點(diǎn)電位，二極管D2、D4承受正向電壓而導(dǎo)通，D1、D3承受反向電壓而截止(jizh)。此時(shí)電流的路徑為：bD2RLD4a，如圖中虛線箭頭所示。第8頁/共34頁第九頁，共34頁。第9頁/共34頁第十頁，共34頁。第10頁/共34頁第十一頁，共34頁。第11頁/共34頁第十二頁，共34頁。第12頁/共34頁第十三頁，共34頁。10.2

3、 濾波濾波(lb)電路電路第13頁/共34頁第十四頁，共34頁。第14頁/共34頁第十五頁，共34頁。第15頁/共34頁第十六頁，共34頁。Uo1.4Uo0.9Uo0Io單相橋式整流、電容濾波電路的輸出特性曲線如圖所示。從圖中可見，電容濾波電路的輸出電壓在負(fù)載變化時(shí)波動(dòng)(bdng)較大，說明它的帶負(fù)載能力較差，只適用于負(fù)載較輕且變化不大的場合。第16頁/共34頁第十七頁，共34頁。第17頁/共34頁第十八頁，共34頁。第18頁/共34頁第十九頁，共34頁。+u1+u2RL+uoL電感(din n)濾波適用于負(fù)載電流較大的場合。它的缺點(diǎn)是制做復(fù)雜、體積大、笨重且存在電磁干擾。第19頁/共34頁第

4、二十頁，共34頁。LCCCLCCR(a) LC 濾波電路 (b) CLC 濾波電路 (c) CRC 濾波電路LC、CLC型濾波電路適用于負(fù)載電流較大，要求(yoqi)輸出電壓脈動(dòng)較小的場合。在負(fù)載較輕時(shí)，經(jīng)常采用電阻替代笨重的電感，構(gòu)成CRC型濾波電路，同樣可以獲得脈動(dòng)很小的輸出電壓。但電阻對交、直流均有壓降和功率損耗，故只適用于負(fù)載電流較小的場合。第20頁/共34頁第二十一頁，共34頁。10.3 直流穩(wěn)壓直流穩(wěn)壓(wn y)電路電路第21頁/共34頁第二十二頁，共34頁。+Ui+UoRLDZ+UZR+ UR IoIZI工作原理：輸入電壓Ui波動(dòng)時(shí)會(huì)引起(ynq)輸出電壓Uo波動(dòng)。如Ui升高將

5、引起(ynq)隨之升高，導(dǎo)致穩(wěn)壓管的電流IZ急劇增加，使得電阻R上的電流I和電壓UR迅速增大，從而使Uo基本上保持不變。反之，當(dāng)Ui減小時(shí)，UR相應(yīng)減小，仍可保持Uo基本不變。當(dāng)負(fù)載電流Io發(fā)生變化引起輸出電壓Uo發(fā)生變化時(shí)，同樣會(huì)引起IZ的相應(yīng)變化，使得(sh de)Uo保持基本穩(wěn)定。如當(dāng)Io增大時(shí)，I和UR均會(huì)隨之增大使得(sh de)Uo下降，這將導(dǎo)致IZ急劇減小，使I仍維持原有數(shù)值保持UR不變，使得(sh de)Uo得到穩(wěn)定。第22頁/共34頁第二十三頁，共34頁。+UiIoR1RLRaR2RbR4R3RPUBE2V1V2UBE1+UoUZ+ +UF 第23頁/共34頁第二十四頁，共3

6、4頁。（1）取樣環(huán)節(jié)。由R1、RP、R2組成的分壓電路構(gòu)成，它將輸出電壓Uo分出一部分作為取樣電壓UF，送到比較放大環(huán)節(jié)。（2）基準(zhǔn)電壓。由穩(wěn)壓二極管DZ和電阻R3構(gòu)成的穩(wěn)壓電路組成，它為電路提供一個(gè)穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓UZ，作為調(diào)整、比較的標(biāo)準(zhǔn)。（3）比較放大環(huán)節(jié)。由V2和R4構(gòu)成的直流放大器組成，其作用是將取樣電壓UF與基準(zhǔn)電壓UZ之差放大后去控制調(diào)整管V1。（4）調(diào)整環(huán)節(jié)。由工作在線性放大區(qū)的功率管Vl組成，Vl的基極(j j)電流IB1受比較放大電路輸出的控制，它的改變又可使集電極電流IC1和集、射電壓UCEl改變，從而達(dá)到自動(dòng)調(diào)整穩(wěn)定輸出電壓的目的。第24頁/共34頁第二十五頁，共34頁。

7、當(dāng)輸入電壓Ui或輸出電流Io變化引起輸出電壓Uo增加時(shí)，取樣電壓UF相應(yīng)(xingyng)增大，使V2管的基極電流IB2和集電極電流IC2隨之增加，V2管的集電極電位UC2下降，因此Vl管的基極電流IB1下降，使得IC1下降，UCE1增加，Uo下降，使Uo保持基本穩(wěn)定。UoUFIB2IC2UC2IB1UCE1Uo同理，當(dāng)Ui或Io變化使Uo降低時(shí)，調(diào)整過程(guchng)相反，UCE1將減小使Uo保持基本不變。從上述調(diào)整過程(guchng)可以看出，該電路是依靠電壓負(fù)反饋來穩(wěn)定輸出電壓的。第25頁/共34頁第二十六頁，共34頁。如UZ=6V，R1=R2=RP=100，則Ra+Rb=R1+R2+

8、RP=300， Rb最大為200，最小為100。由此可知輸出電壓Uo在918V范圍(fnwi)內(nèi)連續(xù)可調(diào)。第26頁/共34頁第二十七頁，共34頁。其電路組成部分、工作原理及輸出(shch)電壓的計(jì)算與前述電路完全相同，唯一不同之處是放大環(huán)節(jié)采用集成運(yùn)算放大器而不是晶體管。第27頁/共34頁第二十八頁，共34頁。集成穩(wěn)壓電路是將穩(wěn)壓電路的主要元件甚至全部元件制作在一塊硅基片上的集成電路，因而具有體積小、使用方便、工作可靠等特點(diǎn)。集成穩(wěn)壓器的種類很多，作為小功率的直流穩(wěn)壓電源，應(yīng)用最為普遍(pbin)的是3端式串聯(lián)型集成穩(wěn)壓器。3端式是指穩(wěn)壓器僅有輸入端、輸出端和公共端3個(gè)接線端子。如W78和W7

9、9系列穩(wěn)壓器。W78系列輸出正電壓有5V、6V、8V、9V、10V、12V、15V、18V、24V等多種，若要獲得負(fù)輸出電壓選W79系列即可。例如W7805輸出+5 V電壓，W7905則輸出5 V電壓。這類端穩(wěn)壓器在加裝散熱器的情況下，輸出電流可達(dá)1.52.2A，最高輸入電壓為35V，最小輸入、輸出電壓差為23V，輸出電壓變化率為0.10.2。第28頁/共34頁第二十九頁，共34頁。第29頁/共34頁第三十頁，共34頁。（1）基本(jbn)電路。第30頁/共34頁第三十一頁，共34頁。（2）提高輸出電壓(diny)的電路。輸出(shch)電壓Uo=U+UZ第31頁/共34頁第三十二頁，共34頁。（3）擴(kuò)大(kud)輸出電流的電路。圖中 I3為穩(wěn)壓器公共端電流，其值很小，可以忽略不計(jì)，所以21II ，則可得：RUIIIIIIIIIBE2R12B2C2o)1 ()(式中為三極管