第四章 直流穩(wěn)壓電源

第四章直流穩(wěn)壓電源第一頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五變壓器整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路交流電源負(fù)載整流--將交流電壓變換為單向脈動的直流電濾波--將脈動電壓中的交流分量濾除穩(wěn)壓—使傳輸?shù)闹绷麟妷悍€(wěn)定、平滑返回第二頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五第一節(jié)整流電路

單相半波整流電路單相橋式整流電路

三相橋式整流電路返回第三頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五一、單相半波整流電路1.電路分析正半周(0～π)a(+)b(－)VD導(dǎo)通VDu2uo～u1RLabu2π2π3πuoπ2π3π負(fù)半周(π～２π)a(－)b(＋)VD截止

uo=0uo=u2返回ωtωt第四頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五單相半波整流電壓平均值2.參數(shù)計(jì)算3.元件選擇

RL中電流平均值返回二極管最高反相電壓二極管電流平均值第五頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五二、單相橋式全波整流電路VD1～u2uou1RLabVD2VD3VD41.電路分析正半周(０～π)a(＋)b(－)電流方向負(fù)半周(π～２π)a(－)b(＋)電流方向u2π2π3πuoπ2π3π返回ωtωt第六頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五2.參數(shù)計(jì)算橋式整流電路電壓平均值

RL中電流平均值3.元件選擇返回二極管最高反相電壓二極管電流平均值第七頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五例1、橋式整流電路如圖,畫出uo、io、uD

波形。VD1～u2uou1RLabVD2VD3VD4··u2π2π3πuoπ2π3πioπ2π3πuDπ2π3πuD若VD1的正負(fù)極反接，則———————————正半周電路截止，負(fù)半周電源短路。若VD1開路，則———————————電路變?yōu)榘氩ㄕ麟娐穒o返回0000第八頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五例2、橋式整流電路如圖,若VD3管燒斷,輸出電壓波形為_________～u1VD2u2uoRLVD3VD4VD1u2uOA.uOC.uOD.uOB.C返回第九頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五例3、橋式整流電路的變壓器副邊電壓為20V，每個(gè)整流二極管所承受的最大反向電壓為____

A.20VB.28.28VC.40VD.56.56VB例4、測量橋式整流電路的輸出電壓為9V，此時(shí)發(fā)現(xiàn)有一只二極管已經(jīng)斷開，其變壓器二次電壓為____

A.10VB.15VC.20VD.25V

C返回第十頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五三、三相橋式整流電路返回VD1RLuoVD6VD3VD5VD4VD2io

Cbau2au2bu2c1.電路分析三相變壓器二次繞組接成星形聯(lián)結(jié)共陰極組共陽極組第十一頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五返回ioVD1RLuoVD6VD3VD5VD4VD2cbau2au2bu2c０～t1

Vc>Va>Vb電流方向

t1～t2

Va>Vc>Vb電流方向

t2～t3

Va>Vb>Vcuo＝ucbu0uaubuC2uouo＝uabuo＝uact1t2t3t4t5t6t7t80uabubcuca第十二頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五返回2.參數(shù)計(jì)算整流電壓平均值Uo整流電流平均值Io3.元件選擇二極管最高反相電壓二極管電流平均值第十三頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五第二節(jié)濾波電路電容濾波電路

電感濾波電路π形濾波電路

返回第十四頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五一、電容濾波電路1.濾波原理濾波電路是利用儲能元件(與負(fù)載并聯(lián)電容或與負(fù)載串聯(lián)電感)濾掉整流所得的單向脈動電壓的交流分量，保留直流分量，使輸出電壓脈動減小。電容兩端電壓不能躍變，在整流電路中加入電容，由于電容不斷的充放電，使輸出電壓的脈動減小。返回第十五頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五VDu2uo～u1RLabC～u1u2uoRLCu2π2π3πu2π2π3πuoπ2π3πuoπ2π3π返回OOOO第十六頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五2.工程估算空載時(shí)，（RL=∞）

帶電阻負(fù)載時(shí)，半波整流電容濾波電路Uo≈U2橋式整流電容濾波電路Uo≈1.2U2一般要求返回第十七頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五返回3.電容濾波的特點(diǎn)流過二極管的瞬時(shí)電流很大帶有濾波電容時(shí)的整流電路中的二極管因?qū)〞r(shí)間短，必然會產(chǎn)生電流沖擊，易使管子損壞。尤其在剛合上交流電源瞬間，因電容兩端電壓不能突變，瞬間的沖擊電流更大。選管時(shí)一般?。?/p>

IVD=2ID第十八頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五返回最高反向工作電壓半波整流電路單相橋式整流電路負(fù)載開路時(shí)二極管的最高反向工作電壓二極管的最高反向工作電壓第十九頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五返回Uo與RLC有關(guān)RLC越大，Uo越大，波形越平滑。當(dāng)負(fù)載RL開路時(shí)，第二十頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五例、橋式整流濾波電路測出RL兩端電壓為30V，求負(fù)載斷路時(shí)的輸出電壓；電容斷路時(shí)的輸出電壓。一只二極管斷開時(shí)的輸出電壓。一只二極管和電容斷開時(shí)的輸出電壓。負(fù)載斷路時(shí)解：Uo≈1.2U2＝30V加載時(shí)U2＝30／1.2V電容斷路(無濾波)Uo＝0.9U2=25V=35.35V＝22.5V一只二極管斷路(半波整流濾波)Uo＝U2＝25V一只二極管、電容斷路(半波整流)Uo＝0.45U2＝11.25V返回第二十一頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五返回二、電感濾波電路1.濾波原理Lu2RLuo~電感對變化的電流有阻礙作用，使負(fù)載電流和電壓的脈動減小。對直流成分，XL=0，L相當(dāng)于短路,電壓大部分降在RL上。對諧波成分，f越高，XL越大，電壓大部分降在L上。因此，在負(fù)載上得到比較平滑的電壓。第二十二頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五返回uoπ2π3πωt2.工程估算電感濾波電路的輸出電壓平均值約為Uo≈0.9U2電感L越大，濾波效果越好。0第二十三頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五返回三、π形濾波電路RRLuo+C2+C1~LRLuo+C2+C1~形LC濾波器形RC濾波器形LC濾波器能夠進(jìn)一步提高整流輸出電壓的平滑性。R愈大，C2愈大，濾波效果愈好。但R大將使直流壓降增加。第二十四頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五第三節(jié)分立元件穩(wěn)壓電路

穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路返回第二十五頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五一、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路～u1u2UoRLCUZIZRIoIR穩(wěn)壓管穩(wěn)壓是利用它的反向擊穿特性，當(dāng)電路電源電壓或負(fù)載電流變化時(shí)，引起IZ變化，使R上的電壓發(fā)生變化來維持輸出電壓不變。U2Uo

IZ

IR

UR

Uo

IoUo

IZ

IR

UR

Uoiu

UZabc返回第二十六頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五二、串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路UI=Uo+UCE1UBE1=UB1－UE1

=UC2－Uo采樣基準(zhǔn)調(diào)整比較放大Uo

→UB2

→UC2

→UBE1

Uo

←UCE1CR1R2R3R4RPRLVZUZUIUBE1UCE2UBE2UoIoUCE1返回第二十七頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五UI→Uo

→U－

→UB

→UCE

→Uo采用集成運(yùn)放R2R3R1RPRLVZUiUo－++返回RRRR第二十八頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五例、已知U2=20V，UZ＝10V，①S閉合，求Ui、Uo②S斷開，求Ui，并標(biāo)出C的極性?！玼1u2UoRLCUZRSS閉合，電路經(jīng)整流、濾波、穩(wěn)壓輸出UiUi＝－1.2U2=－24V依電路，輸出電壓上負(fù)下正Uo＝－10VS斷開，電路經(jīng)整流、穩(wěn)壓輸出Ui＝－0.9U2=－18V+返回第二十九頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五第四節(jié)集成穩(wěn)壓電路W78××系列穩(wěn)壓器返回第三十頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五一、W78××系列穩(wěn)壓器以工作方式分 ：a.串聯(lián)型穩(wěn)壓電路b.并聯(lián)型穩(wěn)壓電路c.開關(guān)型穩(wěn)壓電路以輸出電壓分：a.固定穩(wěn)壓電路b.可調(diào)式穩(wěn)壓電路返回第三十一頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五集成穩(wěn)壓電源的主要參數(shù)1.電壓調(diào)整率SV

表征負(fù)載不變，輸出電壓變化的穩(wěn)壓能力。2.輸出電阻Ro

表征輸入電壓不變，負(fù)載變化時(shí)的穩(wěn)壓能力。返回第三十二頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五3.輸出電壓溫度系數(shù)ST指負(fù)載、輸入電壓不變時(shí)，溫度引起的輸出變化。W78XX系列集成穩(wěn)壓電源W78××123輸入端輸出端公共端W78××系列輸出固定的正電壓有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V，最高輸入電壓為35V，如W7815，在1、3腳輸入35V，在2、3腳輸出15V。返回第三十三頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五基本應(yīng)用電路W78××123CoCLUiUoCo用于消除引線的電感效應(yīng)引起的自激振蕩CL用于削弱高頻噪聲返回第三十四頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五提高輸出電壓的穩(wěn)壓電路W78××123CoCLUiUoUZUo=UXX+UZ

返回第三十五頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五提高輸出電流的穩(wěn)壓電路UiIo=I2+IC

W78××123CoCLUoICIoI2返回第三十六頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五輸出電壓可調(diào)的穩(wěn)壓電路W78××123CoCLUiUo++R1R3R2U+=U3當(dāng)RP調(diào)到最上端當(dāng)RP調(diào)到最下端返回第三十七頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期五W