武漢理工大學(xué)模電課件11電源電信

11直流穩(wěn)壓電源(P288)11.3串聯(lián)型穩(wěn)壓電路

11.5

直流開關(guān)式穩(wěn)壓電路基本要求:

1掌握單相橋式整流電容濾波電路的工作原理及分析計(jì)算2掌握帶放大器的串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓原理3熟悉三端集成穩(wěn)壓電源的使用方法及應(yīng)用4掌握完整直流穩(wěn)壓電源的基本構(gòu)成。作業(yè)P319:仿真：7(10.2.3)，10(10.4.1)、12(4.3)、13(4.4),14

11.1小功率整流濾波電路11.2

穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路11.4

集成穩(wěn)壓器及其應(yīng)用濾波整流穩(wěn)壓變壓器電網(wǎng)電壓負(fù)載組成框圖直流穩(wěn)壓電源的作用將交流電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，為放大電路提供直流工作電源。OtuOtuOtu220V單向(直流)脈動(dòng)電壓降壓：合適的交流電壓OtuOtu濾除脈動(dòng):平滑直流引言進(jìn)一步消除紋波1)半波整流電路

11.1.1

單相整流電路11.1小功率整流濾波電路(P288)u2的正半周，D導(dǎo)通，uO=u2。u2的負(fù)半周，D截止，

uO=0。+

-

+

u2_

-

+

選用二極管時(shí)，二極管的極限參數(shù)應(yīng)滿足：2）單相橋式全波整流電路11.1.1

單相整流電路工作原理+--+~~把四只二極管封裝在一起稱為整流橋3)紋波系數(shù)2)VL和IL4)平均整流電流5)最大反向電壓totototo

2

3

2

3

Im

2

2

3

3

uov2uDio11.1.1

單相整流電路RL3)倍壓整流電路二倍壓整流適用于高電壓、小電流的直流電壓的場合。+-多倍壓整流11.1.1

單相整流電路幾種濾波電路11.1.2濾波電路（a）電容濾波電路（b）電感電容濾波電路（倒L型）（c）

型濾波電路濾波電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):

電容與負(fù)載RL并聯(lián)，或電感與負(fù)載RL串聯(lián)。+

VL

ioRLD1D4D3D2

+V2

CtVL

電容濾波電路充電空載＋－空載接負(fù)載接負(fù)載放電D導(dǎo)通時(shí)D1D3導(dǎo)通D2D4導(dǎo)通(1/25)RLD截止時(shí)接入負(fù)載時(shí)，假設(shè)VC(0)=0,∵V2>VC,D導(dǎo)通∴C充電

當(dāng)V2<VC時(shí)，D截止，C經(jīng)RL放電，VC減小，當(dāng)V2>VC,D又導(dǎo)通∴C充電

二極管的選用要求同半波整流。11.1.2濾波電路電容濾波的特點(diǎn)A.二極管的導(dǎo)電角<，流過二極管的瞬時(shí)電流很大。B.負(fù)載直流平均電壓VL

隨

d=

RLC

的增加而增大。C.直流電壓VL隨負(fù)載電流增加而減少一般取

d（35）時(shí)，VL=(1.11.2)V2故常串入一個(gè)限流電阻(1/25)RL。電容濾波電路適用于負(fù)載電流變化不大，負(fù)載整流電壓較高的場合。當(dāng)RL=

時(shí)：當(dāng)RL為有限值時(shí)：一般取，VO=1.2V2仿真11.1.2濾波電路

電感濾波電路u0Lωtωt工作原理：當(dāng)忽略電感線圈的直流電阻時(shí)，負(fù)載上的直流電壓與不加濾波時(shí)負(fù)載上的直流電壓相同。特點(diǎn)：（1）外特性平坦，U0隨I0增大而略有下降的原因是輸出電流增大時(shí)，整流電路的內(nèi)阻和電感的整流電阻壓降也略有增加的緣故。I00.9U2(2)導(dǎo)通角θ=π，避免了過大的沖擊電流(3)輸出電壓沒有電容濾波高。

電感濾波電路適用于負(fù)載所需的直流電壓不高，輸出電流較大及負(fù)載變化較大的場合11.1.2濾波電路電感濾波電路u0Lωtωt特點(diǎn)：I00.9U2(4)缺點(diǎn)：體積大，成本高，輸出電壓稍低(5)為了提高濾波效果，常采用倒L型濾波電路直流分量被電感L

短路交流分量主要降在L上電感越大，濾波效果越好。適合于低電壓、大電流的濾波。11.1.2濾波電路220VV2D1D2D3D4CRLVoVC例:電路如圖所示，若要求VO=25V，IL=200mA，若電路存在錯(cuò)誤，請(qǐng)改正之，并求：(1)VO是正還是負(fù)值？標(biāo)出VO，VC的電壓極性。(依據(jù)？)(2)當(dāng)RLC≥(3～5)T/2時(shí)，V2的有效值約為多少？(Vo與V2的關(guān)系)(3)每個(gè)二極管流過的電流和承受的最大反向電壓為多大？(4)若其中一個(gè)二極管燒斷，VO=？若其中一個(gè)二極管短路，電路能否正常工作？為什么？(5)若電路中電容斷開或短路，電路將出現(xiàn)什么樣的工作情況？解：無錯(cuò)(1)VO為正VO=1.2V2，V2=25/1.2=20.8V(3)ID=(1/2)IL=100mA，＋＋－－11.1.2濾波電路解：(4)半波整流濾波，VO=V2=20.8V；若其中一個(gè)二極管短路，電路不能正常工作，變壓器短路，會(huì)燒壞。(5)若電容斷開，無濾波，VL=0.9V2=18.7V220VV2D1D2D3D4CRLVoVC例:電路如圖所示，若要求VO=25V，IL=200mA，若電路存在錯(cuò)誤，請(qǐng)改正之，并求：(1)VO是正還是負(fù)值？標(biāo)出VO，VC的電壓極性。(2)當(dāng)RLC≥（3～5）T/2時(shí)，V2的有效值約為多少？(3)每個(gè)二極管流過的電流和承受的最大反向電壓為多大？(4)若其中一個(gè)二極管燒斷，VO=？若其中一個(gè)二極管短路，電路能否正常工作？為什么？(5)若電路中電容斷開或短路，電路將出現(xiàn)什么樣的工作情況？＋＋－－11.1.2濾波電路1）輸出電壓2）輸出電流11.2

穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路11.2.1穩(wěn)壓電路的性能指標(biāo)4）輸出電阻表明負(fù)載電流變化時(shí)電路的穩(wěn)壓性能。

在電網(wǎng)電壓不變時(shí)，負(fù)載變化引起的輸出電壓的變化量與輸出電流的變化量之比。3）穩(wěn)壓系數(shù)

表明電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)電路的穩(wěn)壓性能。在負(fù)載電流不變時(shí)，輸出電壓相對(duì)變化量與輸入電壓變化量之比。輸出電壓變化量6）輸入調(diào)整因數(shù)7）電壓調(diào)整率8)溫度系數(shù)5）紋波電壓測(cè)試出輸出電壓的交流分量。11.2.1穩(wěn)壓電路的性能指標(biāo)11.2.2

穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓原理：11.2.3

穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的參數(shù)計(jì)算（1）穩(wěn)壓管的選擇UZ＝UO

IZM－IZ>ILmax－ILmin（2）UI的選擇UI＝（2～3）UZ（3）限流電阻的選擇保證穩(wěn)壓管既穩(wěn)壓又不損壞。電網(wǎng)電壓最低且負(fù)載電流最大時(shí)，穩(wěn)壓管的電流最小。電網(wǎng)電壓最高且負(fù)載電流最小時(shí)，穩(wěn)壓管的電流最大。11.2.3

穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的參數(shù)計(jì)算

穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的設(shè)計(jì)思路依次選擇穩(wěn)壓管、UI、R、C、U2、二極管1.輸出電壓、負(fù)載電流→穩(wěn)壓管2.輸出電壓→UI3.輸出電壓、負(fù)載電流、穩(wěn)壓管電流、UI→R4.UI、R→濾波電路的等效負(fù)載電阻→C5.UI→U26.U2、R中電流→整流二極管已知輸出電壓，負(fù)載電流。選擇電路中有關(guān)器件。

基本結(jié)構(gòu)：11.3串聯(lián)型穩(wěn)壓電路+Vi-+Vo-

思路：為使輸出電壓保持穩(wěn)定，當(dāng)輸入電壓增加時(shí)，可以增大電阻阻值，使電壓增量都降在R上。11.3.1串聯(lián)型穩(wěn)壓電路原理+VI

取樣電路調(diào)整管比較放大電路基準(zhǔn)電壓并聯(lián)型穩(wěn)壓電路—調(diào)整管與負(fù)載并聯(lián)串聯(lián)型穩(wěn)壓電路—調(diào)整管與負(fù)載串聯(lián)11.3.2

串聯(lián)型反饋式穩(wěn)壓電路

工作原理(+)(+)(+)(+)輸入電壓波動(dòng)負(fù)載電流變化輸出電壓變化電壓串聯(lián)負(fù)反饋輸出電壓（滿足深度負(fù)反饋）2.輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍VI11.4

集成穩(wěn)壓器及其應(yīng)用(P307)CW78xx

系列(正電源)CW79xx系列(負(fù)電源)5V/6V/9V/12V/15V/18V/24V型號(hào)：輸出電流78L

××/79L××—輸出電流100mA78M××/9M××—輸出電流500mA78××/79××—輸出電流1.5A輸出電壓例如：CW78M05

輸出

5V，最大電流

0.5ACW7805123UIUOGND封裝塑料封裝金屬封裝CW7905123UIUOGND內(nèi)部基本組成+UI

取樣電路調(diào)整電路保護(hù)電路基準(zhǔn)電壓比較放大啟動(dòng)電路+UO

符號(hào)CW7800++312CW790012_3_11.4

集成穩(wěn)壓器及其應(yīng)用10.2.3

三端集成穩(wěn)壓器1）輸出電壓固定的三端集成穩(wěn)壓器（正電壓78

、負(fù)電壓79

）恒流源基準(zhǔn)電壓電路調(diào)整電路比較放大減流保護(hù)過熱保護(hù)啟動(dòng)電路取樣電路2）可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器（正電壓LM317、負(fù)電壓LM337）三端：輸入電壓端、輸出電壓端和調(diào)整端外接2個(gè)調(diào)整元件就可改變輸出穩(wěn)壓值VIVOadj11.4

集成穩(wěn)壓器及其應(yīng)用

固定式應(yīng)用舉例防止輸入端短路時(shí)C3反向放電損壞穩(wěn)壓器抵消輸入長接線的電感效應(yīng)，防止自激改善負(fù)