電模第八章(直流穩(wěn)壓電源)

1、電模第八章(直流穩(wěn)壓電源)第1頁，共33頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)46分，星期五8.1 直流穩(wěn)壓電源的組成 大小不合適的交流大小合適的交流交流 電源 脈動(dòng)直流不穩(wěn)定的直流穩(wěn)定直流直流負(fù)載濾波電路電源變 壓器 整流 電路 穩(wěn)壓電路第2頁，共33頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)46分，星期五電源變壓器將市電變換為整流所需的 交流電壓 整流電路將交流電變換為方向不變 的直流電 濾波電路將脈動(dòng)直流電變換為平滑 的直流電壓 穩(wěn)壓電路將不穩(wěn)定的直流電壓變換 為穩(wěn)定直流電壓 第3頁，共33頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)46分，星期五一、不控整流電路abT+-u2+-u1RL+-uOiO8.2 整流電

2、路D1 D3D2 D4 第4頁，共33頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)46分，星期五1. 工作原理+-uOabT+-u2+-u1u2 正半周， uO= u2 D1 和 D3 導(dǎo)通，電流通路：aD1 RL D3 bRLiOD1 D3D2 D4 第5頁，共33頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)46分，星期五1. 工作原理u2 負(fù)半周，uO = -u2 D2 和 D4 導(dǎo)通，電流通路：b D2 RL D4 a uo abRLTu1- u2+IoD1 D3D2 D4 第6頁，共33頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)46分，星期五 uo D4 D3 D1 D2RLu2u2tOuoiotOuD1 , D3iD

3、1 , D3tOuD2 , D4iD2 , D4tO第7頁，共33頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)46分，星期五2. 整流電路的計(jì)算 (1) 負(fù)載直流電壓 UO(2) 負(fù)載直流電流 (3) 二極管平均電流 二極管反向電壓 最大值 UO= 2U2sintd(t)10= U2 2 2 = 0.9U2 IO=UO RLID= IO 12URm= 2 U2 第8頁，共33頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)46分，星期五3. 整流元件的選擇IFIDURURm+-4. 整流橋塊+-第9頁，共33頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)46分，星期五整流橋?qū)嵨镎掌?0頁，共33頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)46分

4、，星期五單相橋式整流電路中的兩個(gè)二極管用可控 的 晶閘管替換 半控。 1. 電路結(jié)構(gòu) 二、可控整流電路abT+-u2+-u1 + -uGT1D1 + -uGT2D2RL+-uOiO第11頁，共33頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)46分，星期五2. 工作原理 正半周，T2、D1 承受反向電壓截止， T1、D2 承受正向電壓，控制極電壓uG在 t=時(shí)施加，故在t時(shí)， T1和D2導(dǎo)通電流通路：a T1 RL D2 babT+-u2+-u1 + -uGT1D1 + -uGT2D2RL+-uOiO第12頁，共33頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)46分，星期五負(fù)半周，T1、D2承受反向電壓截止， T2、D

5、1 承受正向電壓。控制極電壓uG在 t =+ 時(shí)施加，故在+ t2時(shí)， T2 和 D1 導(dǎo)通。 電流通路：bT2 RLD1 aabT+-u2+-u1 + -uGT1D1 + -uGT2D2RL+-uOiO2. 工作原理 第13頁，共33頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)46分，星期五3. 工作波形 + + 2 ab+-u2 + -uGT1D1 + -uGT2D2RL+-uOiO負(fù)載 RL 上得到不完整 的全波脈動(dòng)電壓 。u2t Ot uGuOt OO第14頁，共33頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)46分，星期五4. 主要參數(shù) uO 2 t UO(1) 負(fù)載直流電壓 (2) 負(fù)載直流電流 UO=

6、2U2sintd(t)1= U2 2 2 1+cos 2= 0.9U2 1+cos 2IO= UORL第15頁，共33頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)46分，星期五 例8.2.1 一單相橋式半控整流電路，要求直流輸 出電 壓 UO 在 40 90 V的范圍內(nèi)可 調(diào)，求輸入交流電 壓和控制角的變 化范圍。 解 = 0 時(shí)，UO= UOmax = 90 V，U2 = UO / 0.9 故 = 90 / 0.9 = 100 V UO = 40 V 時(shí)， cos = -1 2UO 0.9U2 = -1 240 0.9100 = -0.111 = arccos(-0.111) = 96.4故 的變化范圍

7、為0 96.4 。 第16頁，共33頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)46分，星期五8.3 濾波電路 電容濾波 電感濾波 復(fù)式濾波 第17頁，共33頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)46分，星期五一、電容濾波電路uot O2 U2 C uo VD4 VD3VD1 VD2RLIou2u1 C 或 RL 電容放電 1. 電容濾波的原理 (1) 當(dāng)二極管導(dǎo)通時(shí) 電容被充電儲(chǔ)能。 (2) 當(dāng)二極管截止時(shí) 電容放電。RL 第18頁，共33頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)46分，星期五電容的耐壓： UCN2 U2 結(jié)論 濾波使 uo 的波形更平滑，提高了 uo 的平均值。 uo 的平滑程度取決于放電時(shí)間常數(shù)

8、= RLC 。 二極管的導(dǎo)通時(shí)間縮短了。2. 電容濾波電路的計(jì)算 (1) 輸出電壓的平均值 取: Uo = U2（半波） Uo = 1.2 U2（全波）(2) 濾波電容的選擇 取: C(3 5) T2RL=1.52.52RLf第19頁，共33頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)46分，星期五 結(jié)論 電容濾波電路適用于 輸出電壓較高，負(fù)載 電流較小且負(fù)載變動(dòng) 不大的場(chǎng)合。(3) 整流二極管的選擇 電容濾波 1.414U2 0.9U2uo Io O 3. 輸出特性（外特性） IF 2ID（電容充電產(chǎn)生沖擊電流） UR URm 第20頁，共33頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)46分，星期五二、電感濾波電

9、路 1. 電感濾波的原理 對(duì)直流分量: XL = 0，大部分整 流電壓降在 RL 上。 對(duì)諧波分量: f 越高，XL 越大， 電壓大部分降在 XL 上。 輸出電壓平均值約為： Uo = 0.9 U2 （忽略電感線圈的電阻壓降） uo VD4 VD3VD1 VD2RLIou2u1 L第21頁，共33頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)46分，星期五 2. 電感濾波的特點(diǎn) 由于電感的低通特性，使 uo 的波形更平滑。 二極管的導(dǎo)通時(shí)間較長(zhǎng)。 電感線圈的電感值較大，其等效電阻也較大， 使 uo 的平均值下降；而且笨重、體積大。 電感線圈易對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生電磁干擾。 一般只適用于低電壓、大電流的場(chǎng)合。 第2

10、2頁，共33頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)46分，星期五 uo RLIoC2 C1 三、復(fù)式濾波電路 C2 C1 1. LC 形濾波電路 2. RC 形濾波電路 L uo RLIoRL 第23頁，共33頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)46分，星期五一、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路8.4 穩(wěn)壓電路T+-u2+-u1CUi RLUO IIOR DZIZ穩(wěn)壓過程： UO IZ I IR UO 第24頁，共33頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)46分，星期五二、集成穩(wěn)壓電路 線性集成穩(wěn)壓電路 開關(guān)集成穩(wěn)壓電路 小功率 大功率1. 三端固定式集成穩(wěn)壓器 CW7800 系列正電壓穩(wěn)壓器。 CW7900 系列負(fù)電壓穩(wěn)壓器

11、。 1 2 3 IN GND OUT 78 1 2 3 GND OUT IN 79 第25頁，共33頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)46分，星期五三端集成穩(wěn)壓器實(shí)物照片第26頁，共33頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)46分，星期五三端集成穩(wěn)壓器管腳排列78系列輸出正電壓79系列輸出負(fù)電壓78055V78066V78088V78099V781010V781212V781515V781818V782424V79055V79066V79088V79099V791010V791212V791515V791818V792424V輸入輸出公共端輸入輸出公共端第27頁，共33頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)

12、46分，星期五 輸出電壓規(guī)格：5V, 6V, 8V, 9V, 12V, 15V, 典型電路 78 CiCo 1 2 0.33 F 0.1 F Ui Uo 3 1：輸入端 2：輸出端 3：公共端 18V, 24V 第28頁，共33頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)46分，星期五 79 CiCo 3 2 2.2 F 1 F Ui Uo 1 1：公共端 2：輸出端 3：輸入端 Ci：抵消輸入端接線較長(zhǎng)時(shí)的電磁效應(yīng) CW7800系列： CW7800系列： CW7900系列： CW7900系列： 0.33F 2.2F 0.1F 1F Co：使負(fù)載電流瞬時(shí)增減時(shí)，輸出電壓不致有較大的波動(dòng) 第29頁，共33頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)46分，星期五同時(shí)輸出正負(fù)兩組電壓的電路5 V 5 V CW7805Ci1 2 3 CW79051 2 Co 3 Ui CiCoUO第30頁，共33頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)46分，星期五2. 三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器 類型： CW117、CW217、CW317 (正電壓) CW137、CW237、CW337 (負(fù)電壓) 輸出電流等級(jí)： 0.1A, 0.5A, 1.5A 軍品級(jí)工業(yè)級(jí)民品級(jí) 典型電路： CW217 CiCo 3 2 1 + C+ - Uo+ - UiR1R2第31頁，共33頁，2022年，5月20日，5點(diǎn)46分，星期五 CW2