電工電子技術(shù)基礎(chǔ)課件：直流穩(wěn)壓電源

電工電子技術(shù)基礎(chǔ)

直流穩(wěn)壓電源

教學(xué)目標(biāo)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)

直流穩(wěn)壓電源1掌握直流穩(wěn)壓電源基本組成及各部分作用。2掌握單相半波和單相橋式整流電路結(jié)構(gòu)、工作原理及參數(shù)選取。3掌握各種濾波電路的電路結(jié)構(gòu)、工作原理及特點(diǎn)。4掌握穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路組成和工作原理，了解串聯(lián)型穩(wěn)壓電路和集成穩(wěn)壓電路工作原理。第一節(jié)直流穩(wěn)壓電源概述第二節(jié)整流電路第三節(jié)濾波電路第四節(jié)穩(wěn)壓電路本章目錄

直流穩(wěn)壓電源電工電子技術(shù)基礎(chǔ)

電工電子技術(shù)基礎(chǔ)下一頁上一頁章目錄大國工匠，匠心筑夢。思政引例

直流穩(wěn)壓電源

思政引例電工電子技術(shù)基礎(chǔ)下一頁上一頁章目錄

電視接收機(jī)內(nèi)部電路需要+12V和+48V直流電壓，而電源是220V交流電壓，于是電視接收機(jī)中的電源電路就需要完成將220V的交流電壓轉(zhuǎn)換成較低的大部分內(nèi)部電路工作所需的直流電壓。直流穩(wěn)壓電源是現(xiàn)代電子設(shè)備組成部分，包括變壓、整流、濾波及穩(wěn)壓四部分。工匠精神是指生產(chǎn)者對(duì)自己產(chǎn)品精雕細(xì)琢，追求完美和極致，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有著執(zhí)著追求。在實(shí)踐課程中，以大國工匠事跡為引領(lǐng)，錘煉一絲不茍，精益求精，嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的工匠精神。本著“授人以魚不如授人以漁，更不如授人以欲”方法，通過直流穩(wěn)壓電源制作實(shí)踐，讓同學(xué)們深刻體會(huì)到“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”道理，培養(yǎng)科學(xué)研究思維和職業(yè)道德習(xí)慣、科學(xué)素養(yǎng)和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。

直流穩(wěn)壓電源9.1直流穩(wěn)壓電源概述電工電子技術(shù)基礎(chǔ)

直流穩(wěn)壓電源——直流穩(wěn)壓電源概述一、直流穩(wěn)壓電源的組成

直流穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路等幾個(gè)部分組成。交流電源經(jīng)過變壓器、整流、濾波、穩(wěn)壓這4個(gè)環(huán)節(jié)，輸出穩(wěn)定的電壓供直流負(fù)載應(yīng)用。下一頁上一頁章目錄二、直流電源原理方框圖濾波整流穩(wěn)壓交流電源負(fù)載OtuOtuOtuOtuOtu變壓電工電子技術(shù)基礎(chǔ)

直流穩(wěn)壓電源——直流穩(wěn)壓電源概述下一頁上一頁章目錄濾波整流穩(wěn)壓交流電源負(fù)載OtuOtuOtuOtuOtu變壓

圖中各環(huán)節(jié)功能：整流變壓器：將交流電源電壓變換為符合整流需要的電壓。整流電路：將交流電壓變換為單向脈動(dòng)電壓。濾波器：減小整流電壓的脈動(dòng)程度。穩(wěn)壓環(huán)節(jié)：在交流電源電壓波動(dòng)或負(fù)載變動(dòng)時(shí)，使直流輸出電壓穩(wěn)定，成為符合整流需要的電壓。電工電子技術(shù)基礎(chǔ)

直流穩(wěn)壓電源——直流穩(wěn)壓電源概述9.2整流電路電工電子技術(shù)基礎(chǔ)

直流穩(wěn)壓電源——整流電路一、單相半波整流電路下一頁上一頁章目錄電工電子技術(shù)基礎(chǔ)

直流穩(wěn)壓電源——整流電路下一頁上一頁章目錄電工電子技術(shù)基礎(chǔ)

直流穩(wěn)壓電源——整流電路下一頁上一頁章目錄

單相橋式整流電路，它由四個(gè)二極管D1

D4

接成電橋的形式構(gòu)成。RLiOD4D3D2D1~+u

+uO

電工電子技術(shù)基礎(chǔ)

直流穩(wěn)壓電源——整流電路下一頁上一頁章目錄二、單相橋式整流電路RLiO工作原理

在u的正半周，D1

和D3

導(dǎo)通，D2

和D4

截止(相當(dāng)于開路)，電流的通路如圖中紅色箭頭所示。D4D3D2D1~+u

+uO

+–電工電子技術(shù)基礎(chǔ)下一頁上一頁章目錄

直流穩(wěn)壓電源——整流電路RLD4D3D2iOD1

在u的負(fù)半周，D2和D4

導(dǎo)通，D1

和D3

截止(相當(dāng)于開路)，電流的通路如圖中綠色箭頭所示。~+u

+uO

+–

在一個(gè)周期內(nèi)，通過電阻的電流方向相同，在負(fù)載上得到的是全波整流電壓uO。電工電子技術(shù)基礎(chǔ)下一頁上一頁章目錄

直流穩(wěn)壓電源——整流電路

t0

t0

t0

t0

23

23Im

2233uD1uD3uD4uD2uOuuDiO

由于二極管的正向壓降很小，因此可認(rèn)為uO的波形和u的正半波是相同的。輸出電壓的平均值為式中，U

是變壓器二次交流電壓u

的有效值。

截止管所承受的最高反向電壓為電工電子技術(shù)基礎(chǔ)下一頁上一頁章目錄

直流穩(wěn)壓電源——整流電路右圖單相橋式整流電路簡化畫法+uo

RLio~+u

電工電子技術(shù)基礎(chǔ)下一頁上一頁章目錄

直流穩(wěn)壓電源——整流電路電工電子技術(shù)基礎(chǔ)

直流穩(wěn)壓電源——整流電路下一頁上一頁章目錄電工電子技術(shù)基礎(chǔ)

直流穩(wěn)壓電源——整流電路下一頁上一頁章目錄電工電子技術(shù)基礎(chǔ)

直流穩(wěn)壓電源——整流電路下一頁上一頁章目錄9.3濾波電路電容充電電容放電二極管導(dǎo)通時(shí)給電容充電，二極管截止時(shí)電容向負(fù)載放電；濾波后輸出電壓uO波形變得平緩，平均值提高。一、電容濾波器(C濾波器)電容濾波器組成和工作原理RLD1D4D3D2iOC~+uO=uC

+u

電工電子技術(shù)基礎(chǔ)下一頁上一頁章目錄

直流穩(wěn)壓電源——濾波電路電工電子技術(shù)基礎(chǔ)下一頁上一頁章目錄

直流穩(wěn)壓電源——濾波電路電工電子技術(shù)基礎(chǔ)下一頁上一頁章目錄

直流穩(wěn)壓電源——濾波電路經(jīng)C濾波后uO

的波形

tuO

'

'

0

2

可見放電時(shí)間常數(shù)

=RLC越大，脈動(dòng)越小，輸出電壓平均值越高，一般要求式中，T

是uO

的周期。這時(shí)，UO

1.2U。電工電子技術(shù)基礎(chǔ)下一頁上一頁章目錄

直流穩(wěn)壓電源——濾波電路電工電子技術(shù)基礎(chǔ)下一頁上一頁章目錄

直流穩(wěn)壓電源——濾波電路電工電子技術(shù)基礎(chǔ)下一頁上一頁章目錄

直流穩(wěn)壓電源——濾波電路電工電子技術(shù)基礎(chǔ)下一頁上一頁章目錄

直流穩(wěn)壓電源——濾波電路RLL

C~+u

二、電感電容濾波器(LC濾波器)

當(dāng)通過電感線圈的電流發(fā)生變化時(shí)，線圈中要產(chǎn)生自感電動(dòng)勢阻礙電流變化，因而使負(fù)載電流和負(fù)載電壓脈動(dòng)大為減小。頻率越高，電感越大，濾波效果越好，而后又經(jīng)過電容濾波，使輸出電壓更為平直。電工電子技術(shù)基礎(chǔ)下一頁上一頁章目錄

直流穩(wěn)壓電源——濾波電路9.4穩(wěn)壓電路一、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路引起電壓不穩(wěn)定原因是交流電源電壓的波動(dòng)和負(fù)載電流的變化。(1)當(dāng)交流電源電壓增加而使整流輸出電壓UI

隨著增加時(shí)，負(fù)載電壓UO

增加。UO

即為穩(wěn)壓管兩端反向電壓。當(dāng)負(fù)載電壓UO

稍有增加時(shí)，穩(wěn)壓管電流IZ

就顯著增加，因此限流電阻R上電壓降增加，以抵償U(kuò)I

增加，從而使UO

保持近似不變。IRRLCRIZDZIO+UO

+UI

~+電工電子技術(shù)基礎(chǔ)下一頁上一頁章目錄

直流穩(wěn)壓電源——穩(wěn)壓電路(2)當(dāng)電源電壓保持不變，而負(fù)載電流增大時(shí)，電阻R上的電壓降增大，負(fù)載電壓UO

因而下降。只要UO

下降一點(diǎn)，穩(wěn)壓管電流IZ

就顯著減小，使通過電阻R電流和電阻上電壓降保持近似不變，因此負(fù)載電壓UO

穩(wěn)定不變選擇穩(wěn)壓管取UZ=UO，UI=(2~3)UO,IZM=(1.5~3)ICMIRRLCRIZDZIO+UO

+UI

~+電工電子技術(shù)基礎(chǔ)下一頁上一頁章目錄

直流穩(wěn)壓電源——穩(wěn)壓電路電工電子技術(shù)基礎(chǔ)下一頁上一頁章目錄

直流穩(wěn)壓電源——穩(wěn)壓電路總結(jié)：反饋穩(wěn)壓過程二、串聯(lián)反饋型穩(wěn)壓電路電工電子技術(shù)基礎(chǔ)下一頁上一頁章目錄

直流穩(wěn)壓電源——穩(wěn)壓電路電工電子技術(shù)基礎(chǔ)下一頁上一頁章目錄

直流穩(wěn)壓電源——穩(wěn)壓電路電工電子技術(shù)基礎(chǔ)下一頁上一頁章目錄

直流穩(wěn)壓電源——穩(wěn)壓電路電工電子技術(shù)基礎(chǔ)下一頁上一頁章目錄

直流穩(wěn)壓電源——穩(wěn)壓電路電工電子技術(shù)基礎(chǔ)下一頁上一頁章目錄

直流穩(wěn)壓電源——穩(wěn)壓電路電工電子技術(shù)基礎(chǔ)下一頁上一頁節(jié)首頁章目錄直流穩(wěn)壓電源任何電子設(shè)備都有一個(gè)共同電源電路，大到超級(jí)計(jì)算機(jī)、小到袖珍計(jì)算器，所有電子設(shè)備必須在電源電路支持下才能正常工作。由于電子技術(shù)特性，電子設(shè)備對(duì)電源電路要求就是能夠提供持續(xù)穩(wěn)定、滿足負(fù)載要求電能，而且要求提供穩(wěn)定直流電能。隨著微電子技術(shù)發(fā)展，現(xiàn)代電子系統(tǒng)正在向節(jié)能型分布式電源系統(tǒng)發(fā)展。由于各用電設(shè)備有獨(dú)立直流穩(wěn)壓電源，因此減少直流輸電線路，提高了系統(tǒng)整體可靠性，避免了低電壓、大電