电子技术基础第7章-直流稳压电源课件.ppt

1、7.1 7.1 整流电路整流电路220Vu2uL整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路，整流电路中的二极管是作为开关运用，具有单向导电性。7.1.1 单相桥式整流电路单相桥式整流电路 tUUsin2222202LO9.022dsin21UUttUUULLLRURUI209.0LLDRUII245.0222UUDRMLLLIIRUI11.19.022变压器副边电压负载电压负载电流二极管电流二极管最高反向电压变压器副边电流半波整流半波整流220Ve2iDuLe2E2miDuLUdc0.45E2220VuLioRL220VuLioRLe2e2e2uL全波整流全波整流Udc0.9E2例7.1.1 有

2、一额定电压为24V，阻值为50的直流负载，采用单相桥式整流电路供电，交流电源电压为220V：（1）选择整流二极管的型号；（2）计算整流变压器的变化及容量。（1）变压器副绕组电压有效值为 每个二极管承受的最高反向电压为 流过每个二极管的电流平均值为 因此可以先用2CP33AA晶体二级管（最大整流电流为0.5A，最高反向工作电压为50V）（2）变压器的变化 K=220/26.6=8.3变压器副边电流的有效值为 变压器的容量为 VUoU6.269.0/2VUUDRM6.376.26222ARUIILLD24.050224220AIIL52.011.12VAIUS8.1352.06.2622220Vu

3、2uL7.1.2 7.1.2 三相桥式整流电路三相桥式整流电路 在三相桥式整流电路中，每两个二极管导通的时间内，加在负载电阻RL的电压是变压器副边线电压的瞬时值，例如在t1t2时间内，D1、D4导通，加在负载电阴RL上的电压为)(sin322ttdUuabcos34.2)(sin6)3/(1232320UttdUULLRURUI/34.2/2003/0IID02205.145.232UUUUDRM输出电压负载电流因为在一个周期内，每个二极管的导通时间是T/3，因此每只二极管的平均电流为每只二极管承受的最大反向电压就是变压器副边线电压的最大值，即常用的整流电路比较常用的整流电路比较 名称负载直流

4、电压每 个 管子 承 受的 最 大反 向 电压选择管子的参数选择变压器的参数每 个 管子 的 平均电流每个管子承受的最大反向电压变压器副边相电压有效值变 压 器副 边 相电 流 有效值单相半波0.45U21.41U2Io3.14Uo2.22Uo+UD1.57 Io单相全波0.9U22.82U20.5 Io3.14Uo1.11 Uo+UD0.79 Io单相桥式0.9U21.41U20.5 Io1.57 Uo1.11 Uo+UD1.11 Io三相半波1.17U22.45U20.333 Io2.09 Uo0.85 Uo+UD0.577 Io三相桥式2.34U22.45U20.333 Io1.05 U

5、o0.427Uo+UD0.816 Io7.2 7.2 滤波电路滤波电路7.2.1 电容滤波电路电容滤波电路 利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同，将脉动直流中的交流成分滤除，减少交流成分，增加直流成分，实现滤波。利用电容充放电使输出波形平滑,输出电压与电容放电时间常数=RL C 有关输出电压输出电压时间常数时间常数2)53(TCRLUo=(1.11.4)U2 输出的直流、电压平均值受负载的影响较大。此电路带载能力较差，通常用于输出电压较高、负载电流较小且变化较小的场合。全波整流滤波电路波形图全波整流滤波电路波形图输出电压二极管冲击电流（C=100UFC=100UF）C=470UFC=470UFC

6、=1000UFC=1000UFC=6800UFC=6800UF电感滤波电路电感滤波电路 u2u1u0u2u0 利用储能元件电感器利用储能元件电感器的电流的电流不能突变的性质，把电感不能突变的性质，把电感与整流与整流电路的负载电路的负载L相串联，也可以起到相串联，也可以起到滤波的作用。滤波的作用。整流管导电角较大整流管导电角较大,峰值电流很小峰值电流很小,输出特性比较平坦输出特性比较平坦,适用于低电压大电适用于低电压大电流流(R RL L较小较小)的场合。缺点是电感铁芯笨的场合。缺点是电感铁芯笨重重,体积大体积大,易引起电磁干扰。易引起电磁干扰。7.2.2 电感电容滤波电路（电感电容滤波电路（L

7、C滤波电路）滤波电路）（1）由于电感线圈对整流电流的交流分量具有感抗XL=2fL,谐波频率越高,电感越大,感抗就越高,滤波效果越好。因此,它适用于低电压、大电流的场合适用于低电压、大电流的场合。（2）滤波电感较大，匝数越多，电阻亦较大，因而它两端亦有一定的直流压降，将会造成直流输出电压的下降。但一般情况下，电感线圈直流电阻小于RL，因而整流输出的直流电压几乎全部降落在负载电阻上。（3）整流二极管导通时间大于半个周期，峰值电流很小；因此，电流对管子无冲击。用于输出电压变化小用于输出电压变化小,负载电流大场合负载电流大场合7.2.3 型滤波电路型滤波电路 1.RC-1.RC-型滤波型滤波电路电路

8、R愈大，C2愈大，滤波效果愈好。但R太大，将使直流压降增加。主要适用于负载电流较小而又要求输出电压脉动很小的场合。2.LC-2.LC-型滤波型滤波电路电路 滤波效果比LC滤波器更好，但整流二极管中的冲击电流较大。电感线圈体积大而笨重、成本高。7.3 7.3 稳压管稳压电路稳压管稳压电路7.3.1 并联型稳压电路并联型稳压电路 DZIZu1u2RRLC+UOUIIOUo=U1-(IL+IR)R电网电压波动U2ULIZI(IR)UL负载电流变化ILUL IZ I(IR)UL 1.稳压原理 根据 Iz 变化,由UR 补偿负裁电压的变化2.2.设计原则设计原则LZUULmaxZmax2IIL0)32(

9、UULminZmaxmaxLmaxZminIIUURIIUUloLoRUURIPLLR2max2)()32()32(稳压管稳压管降压电阻降压电阻例7.3.1.整流滤波电路如图所示，已知 UI=30V，U0=12V，R=2K，RL=4K，稳压管的稳定 电 流 Izmin=5mA 与Izmax=18mA 试 求：(1)通过负载和稳压管的电流；(2)变压器副边电压的有效值；(3)通过二极管的平均电流和二极管承受的最高反向电压。DZIZu1u2RRLC+UOUIIOUU2301 225I1.2VV.IIDRmA.mA121294 5UUDRMV.V222535352(3)(2)IUROOLmAmA12

10、43UUURIOVV()30 1218IURRRmA1829IIIzROmA 6(1)R 两端的电压通 过R的电流负载的电流稳压管的电流变压器副边电压的有效值二极管的平均电流二极管承受的最高反向电压7.3.2 串联反馈式稳压电路串联反馈式稳压电路 PR1R2RLRZDZUfUCE1UCE2U1T3R4R2ToUP1RP2RiU（2）基准电压环节：它是由稳压管DZ和限流电阻R3构成的电路中获得，即取稳压管的电压UZ，它是一个稳定性较高的直流电压，作为调整、比较的标准。（3）比较放大电路：由三极管T2构成，它将取样电压Uf和基准电压UZ比较产生的差值电压放大后去控制调整管T1的压降UCE1。（4）

11、调整环节：它由工作在线性区的功率管T组成，它的基极电流受比较放大电路输出信号控制。只要控制调整管T1的基极电流IB，就可以改变集电极电流IC和集一射极电压UCE，从而调整输出电压U0的大小。（1）取样电路：它是由R1、R2、RP组成的分压器，它将输出电压的部分Uf取出，并到比较放大电路的输入端。取样电压为OppfURRRRRU21221、电路组成2、稳压原理 反映输出电压U0变化的取样信号Uf与基准电压UZ比较，产生差值电压经三极管放大后，控制调整管T1的UCE，从而抑制U0的变化。UoUfUBE2=（Uf -UZ）UC2Uo3.3.输出电压的确定和调节范围输出电压的确定和调节范围调节调节R

12、RP P可改变可改变U Uo o达到调压的目的。达到调压的目的。当电位器RP动端置下端时 当电位器RP动端置上端时 输出电压输出电压 ZppOURRRRRU2221ZpOURRRRU221maxZppOURRRRRU221min4.4.集成运放作为放大环节的串联反馈式稳压电源集成运放作为放大环节的串联反馈式稳压电源调整元件T与负载串联，通过全部负载电流。比较放大器可以是单管放大电路或集成运算放大器。调整元件可以是单个功率管，复合管或用几个功率管并联。基准电压可由稳压管稳压电路组成。取样电路取出输出电压UO的一部分和基准电压相比较。在运放理想条件下(AV=ri=)：1P1oRR2P2+1(1)+

13、RRUUURRF影响稳压特性的主要因素影响稳压特性的主要因素1、比较放大部分的AV和电压反馈系数F 愈大越好；2、基准电压愈稳定越好；3、放大部分的电源愈稳定越好；4、调整管rce愈大越好(rce小则Ui引起的Uo大)。存在的缺点存在的缺点串联反馈式稳压电源外围元件较多；另外，调整管工作在线性放大区,当负载电流较大时，其损耗(P=UCEIo)大；电源的效率为(=Po/Pi=UoIo/UiIi)较低。为了提高效率，可采用开关型稳压电源。7.4 7.4 随着集成工艺的发展，稳压电路也制成了集成器件。它具有体积小、重量轻、使用调整方便、运行可靠和价格低等一系列优点，因而广泛地得到应用。7.4.1 集

14、成稳压电源的种类 按内部工作方式内部工作方式分为:串联型（调整电路与负载相串联）、并联型（调整电路与负载相 关联）和开关型（调整电路工作在开关状态）。按外部特点外部特点分三端固定式、三端可调式和多端可调式。三端集成稳压电路，它只有三个引线端：不稳定电压输入端（一般与整流滤波电路输出相连）、稳定电压输出端（与负载相连）和公共接地端。如W78系列，可提供1.5A电流和输出为5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等各档正的稳定电压输出。其型号的后两位数字表示输出电压值。例如W7805，表示输出电压为5V，其它类推。输出负压的系列为W79。7800/7900系列型号后两位数字XX代表输出电压

15、值。三端集成稳压器管脚排列三端集成稳压器管脚排列7878系列输出系列输出电压电压7979系列系列输出输出电压电压78055V78066V78088V78099V781010V781212V781515V781818V782424V79055V79066V79088V79099V791010V791212V791515V791818V792424V输输入入输输出出公公共共端端输输入入输输出出公公共共端端输出电压固定式两种稳压器：输出电压固定式两种稳压器：CW7800系列（输出正电压）,CW7900系列（输出负电压）输出电压有：5v、6V、8V、12V、15V、18V、24V。-CW7800UiCiCo123+-+U0固定输出的接法CW7800系列稳压器的外形管脚1231 2 3 UiU0地CW7800