電子電工第9章

模塊九直流穩(wěn)壓電源電工電子技術(shù)基礎(chǔ)機(jī)械工業(yè)出版社學(xué)習(xí)目標(biāo)1．掌握直流穩(wěn)壓電源各部分電路的構(gòu)成、作用和工作原理；2．掌握直流穩(wěn)壓的各部分電路的典型電路。

【技能目標(biāo)】1．理解交流供電和直流用電的關(guān)系；2．直流穩(wěn)壓電源構(gòu)成電路的認(rèn)知。

【素養(yǎng)目標(biāo)】1.具有追求真理、實(shí)事求是、勇于探究與實(shí)踐的科學(xué)精神；2.養(yǎng)成良好的自我學(xué)習(xí)和信息獲取能力?！局R(shí)目標(biāo)】主要內(nèi)容

§9-1穩(wěn)壓電源的組成

§9-2整流電路§9-3濾波電路§9-4穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路§9-5三端集成穩(wěn)壓器§9-1穩(wěn)壓電源的組成

電網(wǎng)電壓電源變壓器整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路負(fù)載直流穩(wěn)壓電源的方框圖電源變壓器：將交流電變?yōu)橹绷麟娫此璧慕涣麟妷褐怠Ｕ麟娐罚簩⒋笮『头较蚨甲兓慕涣麟娮優(yōu)閱我环较虻拿}動(dòng)直流電的過程。濾波電路：將脈動(dòng)直流電中的交流成分濾掉，變?yōu)槠交闹绷麟?。穩(wěn)壓電路：使直流電源的輸出電壓穩(wěn)定，消除由于電網(wǎng)電壓波動(dòng)、負(fù)載變化等對(duì)輸出電壓的影響。§9-2整流電路1.了解直流穩(wěn)壓電源的組成。2.掌握單相橋式整流電路的組成及工作原理；會(huì)進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算，會(huì)選擇管型。

一、單相半波整流電路

1.電路圖：uDＶRL+uL–u2iF2.優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用元件少3.缺點(diǎn)：輸出電壓脈動(dòng)小，電源利用率低

to23u2to23uLto23iF=iLto23uD

在變壓器二次側(cè)電壓u2的正半周，二極管正偏導(dǎo)通；在u2的負(fù)半周，二極管反偏截止。這種整流電路只利用電源電壓u2的半個(gè)周期，所以稱為半波整流。

負(fù)載中的電壓方向不變，但大小波動(dòng)，這種電壓稱為脈動(dòng)直流電。負(fù)載的直流電壓是指在輸入電壓u2的一個(gè)周期內(nèi)，負(fù)載獲得的脈動(dòng)直流電壓的平均值，用uL表示。4.單相半波整流電路工作過程

5.單相半波整流電路計(jì)算公式:

1）整流輸出電壓平均值2）二極管平均電流3）二極管最大反向電壓

二.單相橋式整流電路1.工作原理+uLu1輸入負(fù)半周RLiLV4V3V2V1u2V3RLV4V2V1u1u2iL+uLto23u2to23uLto23iF=iLto23uD1

簡(jiǎn)化畫法習(xí)慣畫法+uLRLiL~+u22.橋式整流電路參數(shù)：?jiǎn)蜗鄻蚴秸麟娐坟?fù)載上得到的直流電壓和電流的平均值比單相半波整流提高了一倍，即:ID=IL/2=0.45U2/RL例題：一單相橋式整流電路，接到220V正弦工頻交流電源上，負(fù)載電阻RL=50Ω,負(fù)載電壓平均值U0=100V。求：（1）流過每個(gè)二極管的平均電流；

（2）變壓器副邊電壓有效值；

（3）二極管承受的最高反向電壓。解：（1）整流電流的平均值為:I0=U0/RL=100/50=2A流過每個(gè)二極管的平均電流:

ID=I0/2=1A(2)變壓器副邊電壓有效值:

U2=U0/0.9=100/0.9=111V（3）二極管承受的最高反向電壓:UDRM=U2=×111=157V

§9-3濾波電路1.了解濾波電路的結(jié)構(gòu)。2.理解電容濾波電路的工作原理。3.掌握電容濾波電路的有關(guān)計(jì)算方法。

一、電容濾波V導(dǎo)通時(shí)給C

充電，V截止時(shí)C向RL放電；1.電路和工作原理濾波后uL

的波形變得平緩，平均值提高。電容充電電容放電RLV1V4V3V2iLC~+uL=uc+u2

解:（1）選二極管選二極管應(yīng)滿足:IFM（23）

IF可選:2CZ82A（IF=100mA，URM=25V）流過每只二極管的電流平均值:每只二極管承受的最高反向電壓：（2）選濾波電容可選：200F，

耐壓50V的電解電容電容的耐壓：因，IL=60mA查表，變壓器副邊電壓：【例】在單相橋式電容濾波整流中，若要求直流輸出電壓6V，

負(fù)載電流為60mA，試選擇合適的整流二極管及濾波電容。

二、電感濾波RLL~+u2整流后的輸出電壓：直流分量被電感L短路交流分量主要降在L上負(fù)載電流越大，電感量越大，濾波效果越好

三、復(fù)式濾波電路2.型濾波L

C1RL~+u2

C2負(fù)載電流小時(shí)1.LC-Г型濾波電路RLL~+u2CLC-型濾波電路RC1、C2對(duì)交流容抗小L對(duì)交流感抗很大§-4穩(wěn)壓電路1.熟悉穩(wěn)壓二極管的工作特性、主要參數(shù)。2.掌握簡(jiǎn)單穩(wěn)壓電路的組成、穩(wěn)壓原理及電路特點(diǎn)。3.掌握晶體管串聯(lián)穩(wěn)壓電路的組成、穩(wěn)壓原理。整流濾波由于電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載變化，輸出直流電壓也隨之會(huì)發(fā)生變化。穩(wěn)壓一、穩(wěn)壓二極管的工作特性和主要參數(shù)1.工作特性u(píng)z（V）Iz(mA)0正向特性反向特性△UzABIzminIzmax穩(wěn)壓原理：反向電流在很大范圍內(nèi)變化時(shí)，其兩端電壓卻基本保持不變。V符號(hào)為什么普通二極管不允許工作在反向擊穿區(qū)，而穩(wěn)壓二極管卻工作在該區(qū)？因?yàn)椋€(wěn)壓管是采用特殊工藝制造的硅二極管，它的PN結(jié)可承受較大的反向電流和耗散功率，因此可以工作在反向擊穿區(qū)。硅穩(wěn)壓管使用注意事項(xiàng)：（1）在使用時(shí)，穩(wěn)壓管應(yīng)反接，即穩(wěn)壓管的負(fù)極接電源的高電位，而正極應(yīng)接電源的低電位。（2）電源電壓高于穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值時(shí)，才起穩(wěn)壓作用。（3）使用時(shí)，當(dāng)一個(gè)穩(wěn)壓值不夠時(shí)，可把多個(gè)穩(wěn)壓管串聯(lián)使用，但絕不可并聯(lián)使用。2.主要參數(shù)穩(wěn)定電壓Uz：穩(wěn)壓管工作時(shí)它兩端所呈現(xiàn)的電壓。

此外，還有動(dòng)態(tài)電阻和溫度系數(shù).它們的參數(shù)值越小，穩(wěn)壓性能越好。++-V1V2--具有溫度補(bǔ)償作用的穩(wěn)壓管2DW230最大穩(wěn)定電流Izmax

：穩(wěn)壓管正常工作時(shí)允許通過的最大電流。最小穩(wěn)定電流Izmin

：穩(wěn)壓正常工作時(shí)允許通過的最小電流。穩(wěn)定電流Iz

：穩(wěn)壓管正常工作時(shí)，反向電流的參考數(shù)值.它介于最大穩(wěn)定電流和最小穩(wěn)定電流之間。最大耗散功率PzM

：穩(wěn)壓管正常工作時(shí)所能承受的最大的耗散功率。二、簡(jiǎn)單穩(wěn)壓電路1.電路組成2.穩(wěn)壓原理（1）負(fù)載不變，電網(wǎng)電壓變化Ui↑→UL↑→Iz↑→IR↑→UR↑→UL↓（2）電網(wǎng)電壓不變，負(fù)載變化ILRL+UL~+u2CVR簡(jiǎn)單穩(wěn)壓電路（又稱“并聯(lián)穩(wěn)壓電路”）IR+-UiIzRL↓→UL↓→Iz↓→IR↓→UR↓→UL↑小結(jié)：利用穩(wěn)壓管電流的變化，引起限流電阻R兩端電壓的變化，從而達(dá)到穩(wěn)壓的目的。特點(diǎn)：電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)制作容易，但穩(wěn)壓性能較差，輸出電壓受穩(wěn)壓管自身參數(shù)的限制。~+u2C+ULRLVzR當(dāng)電網(wǎng)電壓升高時(shí)，調(diào)整R使其增大；反之R減小。當(dāng)負(fù)載增大時(shí)，調(diào)整R使其減??；反之R增大。R為調(diào)整元件簡(jiǎn)單串聯(lián)穩(wěn)壓電路RL+UL~+u2C簡(jiǎn)單穩(wěn)壓電路用一個(gè)工作在放大狀態(tài)的三極管代替R———串聯(lián)穩(wěn)壓電路串聯(lián)穩(wěn)壓電路V1為調(diào)整管UL↑→UBE1↓

（Uz不變）→UCE1↑→UL↓例：UL↑反之，UL增大+-Uz-UBE1+-UCE1V1R1Vz電路特點(diǎn)：與簡(jiǎn)單穩(wěn)壓電路相比，穩(wěn)壓性能較好，帶載能力增強(qiáng)了，但穩(wěn)壓性能仍較差，輸出電壓不可調(diào).§9-5三端集成穩(wěn)壓器1.了解常用集成穩(wěn)壓器的引腳排列，了解三端集成穩(wěn)壓器的分類、主要參數(shù)及使用方法。2.熟悉三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用電路。

把串聯(lián)穩(wěn)壓電路中的取樣、基準(zhǔn)、比較放大、調(diào)整和保護(hù)環(huán)節(jié)等集成于一個(gè)半導(dǎo)體芯片上，構(gòu)成集成穩(wěn)壓器.早期的集成穩(wěn)壓器外引線較多，現(xiàn)在的集成穩(wěn)壓器只有三個(gè)：輸入端、輸出端和公共端（或調(diào)整端），稱為三端集成穩(wěn)壓器。

集成穩(wěn)壓器具有體積小、質(zhì)量輕、使用方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。一、三端集成穩(wěn)壓器的型號(hào)和參數(shù)1.三端固定輸出集成穩(wěn)壓器金屬封裝塑料封裝132123固定正壓輸出集成穩(wěn)壓器，國(guó)標(biāo)型號(hào)為CW78--/CW78M--/CW78L--固定負(fù)壓輸出集成穩(wěn)壓器，國(guó)標(biāo)型號(hào)為CW79--/CW79M--/CW79L--型號(hào)中的××表示該電路輸出電壓值，分別為±5V，±6V，±9V，±12V，±15V，±18V，±24V共七種。2.三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器金屬封裝塑料封裝132123可調(diào)正壓輸出集成穩(wěn)壓器，國(guó)標(biāo)型號(hào)為CW117--/CW117M—CW117L-CW217--/CW217M--/CW217L--CW317--/CW317M--/CW317L-可調(diào)負(fù)壓輸出集成穩(wěn)壓器，國(guó)標(biāo)型號(hào)為CW137--/CW137M—CW137L-CW237--/CW237M--CW237L--CW337--/CW337M--CW337L-3.三端集成穩(wěn)壓器的主要參數(shù)最大輸入電壓Uimax————穩(wěn)壓器正常工作時(shí)允許輸入的最大電壓輸出電壓范圍UL————穩(wěn)壓器符合指標(biāo)要求時(shí)的輸出電壓范圍最小輸入輸出壓差（Ui-UL）min————保證穩(wěn)壓器正常工作所要求的輸入電壓與輸出電壓的最小差值二、三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用（1）基本應(yīng)用電路三端固定正輸出的基本應(yīng)用電路三端固定負(fù)輸出的基本應(yīng)用電路用于減小輸入電壓的脈動(dòng)