模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)-第10章直流穩(wěn)壓電源課件

第10章直流穩(wěn)壓電源武漢理工大學(xué)信息工程學(xué)院電子技術(shù)基礎(chǔ)課程組第10章直流穩(wěn)壓電源武漢理工大學(xué)本章主要內(nèi)容10.2串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路10.1小功率整流濾波電路10.0穩(wěn)壓電源的基本組成和功能電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)本章主要內(nèi)容10.2串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路10.1小功率整流本章重點(diǎn)和難點(diǎn)3.穩(wěn)壓電源的組成和性能指標(biāo)2.電容、電感濾波電路的基本原理1.單相橋式整流電路的原理和參數(shù)的計(jì)算4.串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的工作原理5.集成穩(wěn)壓器及其應(yīng)用電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)本章重點(diǎn)和難點(diǎn)3.穩(wěn)壓電源的組成和性能指標(biāo)2.電容、電感濾波電源變壓器:將交流電u1變?yōu)楹线m的交流電壓u2。整流電路:將u2變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓u3。濾波電路:將u3轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷麟妷簎4。穩(wěn)壓電路:清除電網(wǎng)波動(dòng)及負(fù)載變化的影響,保持輸出電壓uo的穩(wěn)定。10.0直流穩(wěn)壓電源的組成和功能整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路u1u2u3u4uo電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)電源變壓器:將交流電u1變?yōu)楹线m的交流電壓u2。整流電路10.1小功率整流、濾波電路10.1.2濾波電路10.1.1單相整流電路半波整流電路全波整流電路橋式整流電路電容濾波電路電感濾波電路其它濾波電路電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)10.1小功率整流、濾波電路10.1.2濾波電路10.半波整流電路2.主要參數(shù)的計(jì)算1.電路和波形圖電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)半波整流電路2.主要參數(shù)的計(jì)算1.電路和波形圖電子技術(shù)基礎(chǔ)精二極管通，uL=u2二極管截止,uL=0+–io+–u2>0時(shí):u2<0時(shí):u2uLuD

t

2340半波整流電路和波形圖電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)二極管通，uL=u2二極管截止,uL=0+–io+–u2>uL

20tIL

（1）輸出電壓、電流平均值UL和IL：主要參數(shù)的計(jì)算（2）流過(guò)二極管的平均電流：ID=IL（3）二極管承受的最高反相電壓

：電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)uL20tIL（1）輸出電壓、電流平均值UL和IL：uL

20tIL

輸出電壓、電流的平均值IL=UL/RL=0.45u2

/RL

電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)uL20tIL輸出電壓、電流的平均值IL=UL/uD

20tURMIL

二極管承受的最高反相電壓電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)uD20tURMIL二極管承受的最高反相電壓電子技術(shù)全波整流電路2.全波整流波形圖1.全波整流電路圖3.主要參數(shù)的計(jì)算電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)全波整流電路2.全波整流波形圖1.全波整流電路圖3.主要參數(shù)+–+–原理：+–+–變壓器副邊中心抽頭，感應(yīng)出兩個(gè)相等的電壓u2當(dāng)u2正半周時(shí)，D1導(dǎo)通，D2截止。當(dāng)u2負(fù)半周時(shí)，D2導(dǎo)通，D1截止。全波整流電路圖電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)+–+–原理：+–+–變壓器副邊中心抽頭，感應(yīng)出兩個(gè)相等的電u2uLuD1

t

2340uD2全波整流波形圖電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)u2uLuD1t2340uD2全波整流波形圖電子技（1）輸出電壓、電流平均值UL和IL主要參數(shù)的計(jì)算（2）流過(guò)二極管的平均電流：ID=0.5IL（3）二極管承受的最高反相電壓

ILuL

20t電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（1）輸出電壓、電流平均值UL和IL主要參數(shù)的計(jì)算（2）流過(guò)輸出電壓、電流的平均值uL

20tILIL=UL/RL=0.9u2

/RL

電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)輸出電壓、電流的平均值uL20tILIL=UL/R二極管承受的最高反相電壓uD

20t電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)二極管承受的最高反相電壓uD20t電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程橋式整流電路1.橋式整流電路及工作原理2.主要參數(shù)的計(jì)算3.集成硅整流橋電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)橋式整流電路1.橋式整流電路及工作原理2.主要參數(shù)的計(jì)算3.組成：由四個(gè)二極管組成橋路+–橋式整流電路圖工作原理：正半周負(fù)半周電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)組成：由四個(gè)二極管組成橋路+–橋式整流電路圖工作原理：正半周u2正半周時(shí):D1、D3導(dǎo)通，D2、D4截止+–u2uL橋式整流正半周工作原理電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)u2正半周時(shí):D1、D3導(dǎo)通，D2、D4截止+–u2uL-+u2負(fù)半周時(shí)：D2、D4

導(dǎo)通，D1、D3截止u2uL橋式整流負(fù)半周工作原理電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)-+u2負(fù)半周時(shí)：D2、D4導(dǎo)通，D1、D3截止u2u輸出電壓平均值：UL=0.9u2輸出電流平均值:IL=UL/RL=0.9u2/RL

流過(guò)二極管的平均電流：ID=IL/2u2uL二極管承受的最大反向電壓：主要參數(shù)的計(jì)算脈動(dòng)系數(shù)S1電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)輸出電壓平均值：UL=0.9u2輸出電流平均值:IL=U用傅氏級(jí)數(shù)對(duì)橋式整流的輸出uL

分解后可得:uL

20t基波基波峰值輸出電壓平均值主要參數(shù)的計(jì)算:脈動(dòng)系數(shù)電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)用傅氏級(jí)數(shù)對(duì)橋式整流的輸出uL分解后可得:uL20u2uL+

–

~+~-

+–集成硅整流橋電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)u2uL+–~+~-+–集成硅整流橋電子技術(shù)電容濾波電路2.電容濾波電路的工作特點(diǎn)1.電路圖和工作原理電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)電容濾波電路2.電容濾波電路的工作特點(diǎn)1.電路圖和工作原理電其它濾波電路為進(jìn)一步改善濾波特性，可將上述濾波電路組合起來(lái)使用。LC濾波電路RCπ型濾波電路電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)其它濾波電路為進(jìn)一步改善濾波特性，可將上述濾波電路組合電容濾波電路圖及工作原理工作原理空載的情況下接入負(fù)載的情況下電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)電容濾波電路圖及工作原理工作原理空載的情況下接入負(fù)載的情況下空載情況下的工作原理電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)空載情況下的工作原理電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)u2tuLtuc=uLu2＞uC時(shí)：二極管導(dǎo)通，C充電u2＜uC時(shí)：二極管截止，C放電。由于RL=∞，無(wú)放電回路，所以u(píng)C保持?？蛰d情況下的波形電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)u2tuLtuc=uLu2＞uC時(shí)：二極管導(dǎo)通，C充電u2u2tiDtu2＞uC時(shí)：二極管導(dǎo)通，C充電u2＜uC時(shí)：二極管截止，C放電。二極管中的電流uc=uL接入負(fù)載情況下的波形電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)u2tiDtu2＞uC時(shí)：二極管導(dǎo)通，C充電u2＜uC時(shí)近似估算:UL=1.2U22.流過(guò)二極管瞬時(shí)電流很大整流管導(dǎo)電時(shí)間越短

iD的峰值電流越大1.UL與RLC的關(guān)系：RLC愈大

C放電愈慢

UL(平均值)愈大RLC較大一般?。?T:電源電壓的周期)u2tiDtuc=uL電容濾波電路的工作特點(diǎn)電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)近似估算:UL=1.2U22.流過(guò)二極管瞬時(shí)電流很大整流管電路結(jié)構(gòu):在橋式整流電路與負(fù)載間串一電感L。電感濾波電路工作特點(diǎn)電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)電路結(jié)構(gòu):在橋式整流電路與負(fù)載間串一電感L。電感濾波電路工作輸出電壓平均值:UL=0.9U2對(duì)諧波分量:f越高，XL越大,電壓大部分降在電上。

因此，在輸出端得到比較平滑的直流電壓。對(duì)直流分量:XL=0相當(dāng)于短路,電壓大部分降在RL上電感濾波電路工作特點(diǎn)電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)輸出電壓平均值:UL=0.9U2對(duì)諧波分量:f越高，串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路2.主要性能指標(biāo)1.電路功能3.集成穩(wěn)壓器及應(yīng)用電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路2.主要性能指標(biāo)1.電路功能3.集成穩(wěn)壓器交流電壓脈動(dòng)直流電壓整流濾波有波紋的直流電壓穩(wěn)壓直流電壓電路功能電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)交流脈動(dòng)整流濾波有波紋的穩(wěn)壓直流電路功能電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程質(zhì)量指標(biāo)：1、穩(wěn)壓系數(shù)2、輸出電阻3、溫度系數(shù)穩(wěn)壓電源的主要性能指標(biāo)特性指標(biāo)：允許輸入、輸出電壓、輸出電流、輸出電壓調(diào)節(jié)范圍電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)質(zhì)量指標(biāo)：1、穩(wěn)壓系數(shù)2、輸出電阻3、溫度系數(shù)穩(wěn)壓電源的主要集成穩(wěn)壓器及應(yīng)用2.常用集成穩(wěn)壓器舉例1.電路構(gòu)成及工作原理電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)集成穩(wěn)壓器及應(yīng)用2.常用集成穩(wěn)壓器舉例1.電路構(gòu)成及工作原理電路構(gòu)成及工作原理工作原理輸入電壓變化時(shí)負(fù)載電流變化時(shí)輸出電壓的計(jì)算電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)電路構(gòu)成及工作原理工作原理輸入電壓變化時(shí)負(fù)載電流變化時(shí)輸出電輸入電壓變化時(shí)UiUfUoUoUo1UCE電路穩(wěn)壓原理(輸入電壓)本質(zhì):電壓串聯(lián)負(fù)反饋電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)輸入電壓變化時(shí)UiUfUoUoUo1UCE電路穩(wěn)壓原理(輸入ILUo1UoUCEUoUf電路穩(wěn)壓原理(負(fù)載電流)電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)ILUo1UoUCEUoUf電路穩(wěn)壓原理(負(fù)載電流)電子技術(shù)可見(jiàn)，調(diào)節(jié)R1或R2可以改變輸出電壓。用負(fù)反饋的理論計(jì)算：電路輸出電壓的計(jì)算電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)可見(jiàn)，調(diào)節(jié)R1或R2可以改變輸出電壓。用負(fù)反饋的理論計(jì)算：電集成穩(wěn)壓器舉例1.常用集成三端穩(wěn)壓器2.應(yīng)用舉例電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)集成穩(wěn)壓器舉例1.常用集成三端穩(wěn)壓器2.應(yīng)用舉例電子技術(shù)基礎(chǔ)類型：W7800系列——穩(wěn)定正電壓

W7805輸出+5VW7809輸出+9VW7812輸出+12VW7815輸出+15VW7900系列——穩(wěn)定負(fù)電壓

W7905輸出-5VW7909輸出-9VW7912輸出-12VW7915輸出-15V1端:輸入端2端:公共端3端:輸出端312集成穩(wěn)壓器舉例三端可調(diào)式穩(wěn)壓電源電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)類型：W7800系列——穩(wěn)定正電壓1端:輸入端3121.基本使用方法集成穩(wěn)壓器應(yīng)用舉例2.輸出正、負(fù)電壓3.輸出電壓可調(diào)4.擴(kuò)大輸出電流電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)1.基本使用方法集成穩(wěn)壓器應(yīng)用舉例2.輸出正、負(fù)電壓3.輸出+20V+15V注意：輸入電壓Ui一般應(yīng)比輸出電壓端Uo高3V以上。C1、C2的作用：防止自激振蕩，減小高頻噪聲、改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)。集成穩(wěn)壓器基本使用方法電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)+20V+15V注意：輸入電壓Ui一般應(yīng)比輸出電壓端Uo高3集成穩(wěn)壓器輸出正、負(fù)電壓電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)集成穩(wěn)壓器輸出正、負(fù)電壓電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)由：可得：集成穩(wěn)壓器輸出電壓可調(diào)電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)由：可得：集成穩(wěn)壓器輸出電壓可調(diào)電子技術(shù)基礎(chǔ)精品課程——模擬T1是擴(kuò)大輸出電流的大功率BJT，T2管是T1的保護(hù)管。當(dāng)輸出電流較小，R2上的壓降也較小，T1、T2管都不導(dǎo)通。IO=I當(dāng)輸出電流大于三端穩(wěn)壓器的輸出電流時(shí)，使R2上的壓降變大，T1導(dǎo)通,IO=