直流電源-模擬部分

第十章

直流電源10.1直流電源的組成10.2單相整流電路10.3濾波電路10.5硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路10.6串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路10.7集成穩(wěn)壓器10.1直流電源的組成圖

10.1.1

直流電源的組成電網(wǎng)電壓電源變壓器整流電路濾波器穩(wěn)壓電路負(fù)載10.2單相整流電路10.2.1單相半波整流電路優(yōu)點(diǎn)：使用元件少。缺點(diǎn)：輸出波形脈動(dòng)大；直流成分?。蛔儔浩骼寐实?。圖

10.2.110.2.2單相全波整流電路+-圖

10.2.2

全波整流電路圖

10.2.3

全波整流電路波形圖10.2.3單相橋式整流電路圖

10.2.4圖

10.2.5圖

10.2.610.2.4整流電路的主要參數(shù)一、輸出直流電壓UO(AV)二、脈動(dòng)系數(shù)S三、二極管正向平均電流ID(AV)四、二極管最大反向峰值電壓URM在橋式整流電路中，輸出直流電壓：脈動(dòng)系數(shù)：二極管正向平均電流：二極管最大反向峰值電壓：表10-1單相整流電路的主要參數(shù)

主要參數(shù)電路形式UO（AV）/U2SID（AV）/IO（AV）URM/U2半波整流0.45157%100%1.41全波整流0.9067%50%2.83橋式整流0.9067%50%1.4110.3濾波電路10.3.1電容濾波電路適用于負(fù)載電流較小的場(chǎng)合。濾波電容大，效果好。輸出直流電壓為：脈動(dòng)系數(shù)S

約為10%~20%。圖

10.3.110.3.2

RC-

型濾波電路定性分析：適用于負(fù)載電流較小的場(chǎng)合。圖

10.3.4經(jīng)過第一級(jí)電容濾波后，電容C1兩端的電壓包含一個(gè)直流分量和一個(gè)交流分量。直流分量將在

之間分壓交流分量則在

之間分壓10.3.3電感濾波電路和LC濾波電路一、電感濾波器適用于負(fù)載電流比較大的場(chǎng)合。圖

10.3.5電感直流電阻很小，電感交流阻抗很大。因此：直流成分經(jīng)過電感后基本上沒有損失。交流成分被jwL和RL分壓。L越大，RL越小，則濾波效果越好二、LC濾波器交流分量在

和

之間分壓，因此濾波作用比僅用電感要好！LC濾波器:適用于各種場(chǎng)合。圖

10.3.6因此，在負(fù)載電阻較大或者較小時(shí)均有良好的濾波作用10.3.4

LC-

型濾波電路圖

10.3.7圖10-2各種濾波電路的性能比較序號(hào)

性能類型UO（AV）/U2適用場(chǎng)合整流管的沖擊電流外特性1電容濾波1.2小電流大軟2RC-型濾波1.2小電流大更軟3LC-

型濾波1.2小電流大軟4電感濾波0.9大電流小硬5LC濾波0.9適應(yīng)性較強(qiáng)小硬10.5硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路10.5.1穩(wěn)壓電路的主要指標(biāo)整流濾波電路輸出電壓不穩(wěn)定的主要原因：·負(fù)載變化；·電網(wǎng)電壓波動(dòng)。一、內(nèi)阻Ro二、穩(wěn)壓系數(shù)Sr10.5.2硅穩(wěn)壓管的伏安特性O(shè)圖

10.5.1

硅穩(wěn)壓管的伏安特性在反向擊穿區(qū)，流過穩(wěn)壓管的電流發(fā)生很大變化，兩端電壓基本不變。10.5.3硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路一、電路組成和工作原理穩(wěn)壓原理：1.UI

不變，RL

減小RLILURUOIZIR=IL+IZ基本不變2.RL不變，

UI升高UIUOIZURUO=UI-

UR基本不變UOUO圖

10.5.2二、內(nèi)阻和穩(wěn)壓系數(shù)的估算1.內(nèi)阻Ro2.穩(wěn)壓系數(shù)Sr當(dāng)rZ

<<RL，rZ

<<R時(shí)，圖

10.5.2圖

10.5.4三、限流電阻的選擇

1.當(dāng)電網(wǎng)電壓最高和負(fù)載電流最小時(shí)，IZ的值最大，此時(shí)IZ不應(yīng)超過允許的最大值，即或：

2.當(dāng)電網(wǎng)電壓最低和負(fù)載電流最大時(shí)，IZ的值最小，此時(shí)IZ不應(yīng)低于其允許的最小值，即或：四、硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路存在的兩個(gè)缺點(diǎn)

1.輸出電壓由穩(wěn)壓管的型號(hào)決定，不可隨意調(diào)整。

2.電網(wǎng)電壓和負(fù)載電流的變化范圍比較大時(shí)，電路將不能適應(yīng)。采用10.6節(jié)的串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路10.6串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路10.6.1電路組成和工作原理采樣電路：R1、R2、R3；放大電路：A；基準(zhǔn)電壓：由VDZ提供；調(diào)整管：VT；穩(wěn)壓過程：UI或ILUOUFUIdUBEICUCE↑UO圖

10.6.110.6.2輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍由于U+=U-

，UF=UZ，所以當(dāng)R2

的滑動(dòng)端調(diào)至最上端時(shí)，UO為最小值當(dāng)R2

的滑動(dòng)端調(diào)至最下端時(shí)，UO為最大值，則：圖

10.6.1

串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電路P525頁(yè):例10.6.110.6.3調(diào)整管的選擇一、集電極最大允許電流ICM二、集電極和發(fā)射極之間的最大允許電壓U(BR)CEO三、集電極最大允許耗散功率PCM≥≥≥考慮到電網(wǎng)電壓的波動(dòng)，因此變壓器副邊電壓為：調(diào)整管選定以后，為了保證調(diào)整管工作在放大狀態(tài)，管子CE兩端電壓降不宜太小，通常使之為3~8V因此，整流濾波電路的輸出電壓，即穩(wěn)壓電路的輸入電壓應(yīng)該為：若采用橋式整流，電容濾波，則濾波輸出的UI與變壓器副邊電壓U2之間近似為：P527頁(yè):例10.6.210.6.4穩(wěn)壓電路的過載保護(hù)

R4很小，約為1。負(fù)載電流超過某一值后，VT2導(dǎo)通，限制VT1中的電流，保護(hù)調(diào)整管。一、限流型保護(hù)電路圖

10.6.2二、截流型保護(hù)電路過載時(shí)，T2導(dǎo)通，引起正反饋過程：IC2IB1UOUE2

UBE2IC2VT2飽和圖

10.6.5輸出電壓下降到1V左右。二、截流型保護(hù)電路圖

10.6.5負(fù)載故障排除后，IL減小，引起正反饋過程：UR4

UB2IC2IB1

UOUE2UBE2IC2注：型號(hào)后XX兩位數(shù)字代表輸出電壓值三端集成穩(wěn)壓器固定式可調(diào)式正穩(wěn)壓W78XX負(fù)穩(wěn)壓W79XX10.7集成穩(wěn)壓器1端:輸入端2端:公共端3端:輸出端W7800系列穩(wěn)壓器外形1231端:公共端2端:輸入端3端:輸出端W7900系列穩(wěn)壓器外形123注：金屬封裝和塑料封裝管腳定義不同，使用時(shí)一定要先查手冊(cè)。塑料封裝塑料封裝10.7.1三端集成穩(wěn)壓器的組成調(diào)整管啟動(dòng)電路基準(zhǔn)電壓放大電路保護(hù)電路采樣電路輸入端輸出端++--UOUI圖

10.7.1

三端集成穩(wěn)壓器的組成10.7.2三端集成穩(wěn)壓器的主要參數(shù)參數(shù)名稱符號(hào)單位參型號(hào)數(shù)值7805780678087812781578187824輸入電壓UIV10111419232733輸出電壓UOV56812151824電壓調(diào)整率SU%/V0.00760.00860.010.0080.00660.010.011電流調(diào)整率SImV40434552525560最小壓差UI-UOV2222222輸出噪聲UNμV10101010101010輸出電阻Rom17171818191920峰值電流IOMA2.22.22.22.22.22.22.2輸出溫漂STmV/C1.01.01.21.51.82.4輸出電壓有如下7個(gè)級(jí)別:±5V、±

6V、±

9V、±

12V、±

15V、±

18V、±

24V輸出電流有如下3個(gè)級(jí)別:1.5A、500mA、100mA10.7.2三端集成穩(wěn)壓器的主要參數(shù)大功耗紋波價(jià)格小低10.7.3三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用一、電路符號(hào)圖

10.7.2W7800INOUTGNDW7900INOUTGND二、三端集成穩(wěn)壓器應(yīng)