第八章 直流電源

第八章直流電源§8.1直流電源的組成§8.2單相整流電路§8.4穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路§8.5串聯(lián)型穩(wěn)壓電路§8.3濾波電路直流電源的組成及各部分的作用改變電壓值通常為降壓交流變脈動(dòng)的直流減小脈動(dòng)1)負(fù)載變化輸出電壓基本不變；2)電網(wǎng)電壓變化輸出電壓基本不變。

直流電源是能量轉(zhuǎn)換電路，將220V（或380V）50Hz的交流電轉(zhuǎn)換為直流電。半波整流全波整流

在分析電源電路時(shí)要特別考慮的兩個(gè)問題：允許電網(wǎng)電壓波動(dòng)±10％，且負(fù)載有一定的變化范圍?！?.1直流電源的組成§8.2單相整流電路一、對(duì)整流電路要研究的問題二、單相半波整流電路三、單相橋式整流電路一、對(duì)整流電路要研究的問題1.電路的工作原理：即二極管工作狀態(tài)、電路波形的分析2.輸出電壓和輸出電流平均值：即輸出脈動(dòng)直流電壓和電流平均值的求解方法3.整流二極管的選擇：即二極管承受的最大整流平均電流和最高反向工作電壓的分析為分析問題簡(jiǎn)單起見，設(shè)二極管為理想二極管，變壓器內(nèi)阻為0。整流二極管的伏安特性：實(shí)際特性理想化特性

理想二極管的正向?qū)妷簽?，即正向電阻為0；反向電流為0，即反向電阻為無窮大。二、單相半波整流電路1.工作原理u2的正半周，D導(dǎo)通，A→D→RL→B，uO=u2。u2的負(fù)半周，D截止，承受反向電壓，為u2；uO=0。2.

UO（AV）和

IL（AV）的估算

已知變壓器副邊電壓有效值為U2

考慮到電網(wǎng)電壓波動(dòng)范圍為±10％，二極管的極限參數(shù)應(yīng)滿足：3.二極管的選擇三、單相橋式整流電路u2的正半周A→D1→RL→D3→B，uO=u2u2的負(fù)半周B→D2→RL→D4→A，uO=-u2四只管子如何接？

集成的橋式整流電路稱為整流堆。1.工作原理若接反了呢？2.輸出電壓和電流平均值的估算3.二極管的選擇

考慮到電網(wǎng)電壓波動(dòng)范圍為±10％，二極管的極限參數(shù)應(yīng)滿足：與半波整流電路對(duì)二極管的要求相同一、電容濾波電路1.工作原理充電放電速度與正弦波下降速度相似按指數(shù)規(guī)律下降濾波后，輸出電壓平均值增大，脈動(dòng)變小。

C越大，RL越大，τ越大，放電越慢，曲線越平滑，脈動(dòng)越小。考慮整流電路的內(nèi)阻§8.3濾波電路2.二極管的導(dǎo)通角導(dǎo)通角

無濾波電容時(shí)θ＝π。有濾波電容時(shí)θ<π，且二極管平均電流增大，故其峰值很大！θ小到一定程度，難于選擇二極管！

簡(jiǎn)單易行，UO（AV）高，C足夠大時(shí)交流分量較??；不適于大電流負(fù)載。3.電容的選擇及UO（AV）的估算4.優(yōu)缺點(diǎn)整流橋的簡(jiǎn)化畫法討論

已知變壓器副邊電壓有效值為10V，電容足夠大，判斷下列情況下輸出電壓平均值UO（AV）≈？

1.正常工作；

2.C開路；

3.RL開路；

4.D1和C同時(shí)開路；

5.D1開路?！?.4穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路一、穩(wěn)壓電路的性能指標(biāo)二、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路一、穩(wěn)壓電路的性能指標(biāo)1.輸出電壓2.輸出電流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。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。5.紋波電壓測(cè)試出輸出電壓的交流分量。二、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路穩(wěn)定電壓UZ：穩(wěn)壓管的擊穿電壓穩(wěn)定電流IZ：使穩(wěn)壓管工作在穩(wěn)壓狀態(tài)的最小電流最大耗散功率PZM：允許的最大功率，PZM=IZMUZ動(dòng)態(tài)電阻rz：工作在穩(wěn)壓狀態(tài)時(shí)，rz＝ΔU/ΔI1.穩(wěn)壓管的伏安特性和主要參數(shù)伏安特性符號(hào)等效電路2.穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的工作原理3.穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的主要指標(biāo)（1）輸出電壓UO＝UZ（2）輸出電流ILmax－ILmin≤IZM－IZ（3）穩(wěn)壓系數(shù)（4）輸出電阻

簡(jiǎn)單易行，穩(wěn)壓性能好。適用于輸出電壓固定、輸出電流變化范圍較小的場(chǎng)合。4.特點(diǎn)§8.5串聯(lián)型穩(wěn)壓電路一、基本調(diào)整管穩(wěn)壓電路二、具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路三、集成穩(wěn)壓器（三端穩(wěn)壓器）為了使穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路輸出大電流，需要加晶體管放大。穩(wěn)壓原理：電路引入電壓負(fù)反饋，穩(wěn)定輸出電壓。一、基本調(diào)整管穩(wěn)壓電路不管什么原因引起UO變化，都將通過UCE的調(diào)節(jié)使UO穩(wěn)定，故稱晶體管為調(diào)整管。若要提高電路的穩(wěn)壓性能，則應(yīng)加深電路的負(fù)反饋，即提高放大電路的放大倍數(shù)。1.穩(wěn)壓原理：若由于某種原因使UO增大2.輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍同相比例運(yùn)算電路則UO↑→UN↑→UB↓→UO↓二、具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路3.串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的基本組成及其作用調(diào)整管取樣電阻調(diào)整管：是電路的核心，UCE隨UI和負(fù)載產(chǎn)生變化以穩(wěn)定UO。比較放大基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓：是UO的參考電壓。取樣電阻：對(duì)UO

的取樣，與基準(zhǔn)電壓共同決定UO

。比較放大：將UO

的取樣電壓與基準(zhǔn)電壓比較后放大，決定電路的穩(wěn)壓性能。4.串聯(lián)型穩(wěn)壓電源中調(diào)整管的選擇IEmax＝IR1＋I(xiàn)Lmax≈ILmax<ICMUCEmax＝UImax－UOmin<U(BR)CEO

PTmax＝IEmaxUCEmax<PCM根據(jù)極限參數(shù)ICM、U(BR)CEO、PCM選擇調(diào)整管！應(yīng)考慮電網(wǎng)電壓的波動(dòng)和負(fù)載電流的變化！討論：關(guān)于實(shí)用串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的討論1.標(biāo)出集成運(yùn)放的同相輸入端和反相輸入端；2.電路由哪些部分組成？3.UO調(diào)節(jié)范圍限流型過流保護(hù)電路輸出電流取樣電阻集成穩(wěn)壓器隨著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展，現(xiàn)在已生產(chǎn)并廣泛應(yīng)用的單片集成穩(wěn)壓器，具有體積小，可靠性高，使用靈活，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。最簡(jiǎn)單的集成穩(wěn)壓器只有輸入，輸出和公共引出端，故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。本節(jié)主要介紹常用的W7800系列三端集成穩(wěn)壓器，其內(nèi)部也是串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路。該組件的外形如下圖，穩(wěn)壓器的硅片封裝在普通功率管的外殼內(nèi)，電路內(nèi)部附有短路和過熱保護(hù)環(huán)節(jié)。1端:輸入端2端:公共端3端:輸出端W7800系列穩(wěn)壓器外形1231端:公共端2端:輸入端3端:輸出端W7900系列穩(wěn)壓器外形123W7800系列產(chǎn)品為輸出正電壓固定三端集成穩(wěn)壓器W7900系列產(chǎn)品為輸出負(fù)電壓固定三端集成穩(wěn)壓器注：型號(hào)后XX兩位數(shù)字代表輸出電壓值輸出電壓額定電壓值有:5V、9V、12V、18V、

24V等

。三端集成穩(wěn)壓器固定式可調(diào)式正穩(wěn)壓W78XX負(fù)穩(wěn)壓W79XX集成穩(wěn)壓器的分類正穩(wěn)壓W117；負(fù)穩(wěn)壓W137三、集成穩(wěn)壓器（三端穩(wěn)壓器）輸出電壓：5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V輸出電流：1.5A（W7800）、0.5A（W78M00）、0.1A（W78L00）1.

W7800系列

（1）簡(jiǎn)介（2）基本應(yīng)用消除高頻噪聲使Co不通過穩(wěn)壓器放電抵銷長(zhǎng)線電感效應(yīng)，消除自激振蕩

將輸入端接整流濾波電路的輸出，將輸出端接負(fù)載電阻，構(gòu)成串聯(lián)類型穩(wěn)壓電路。應(yīng)用舉例：正負(fù)電壓同時(shí)輸出電路W78XXCIUI+_UO132+