1、第十二章 直流稳压电源,返回,直流稳压电源的作用,从交流电源变换成平滑而稳定的直流电。,直流稳压电源广泛应用于,1. 工农业生产中,2. 国防军事中,3. 科学实验中,4. 日常生活中,返回,直流稳压电源的组成和功能,一. 组成,直流稳压电源由变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分构成。,返回,以下主要介绍小功率电源中常用的前三种电路。,单相整流电路,整流电路的任务,利用半导体单向导电元件把交流电压转变为脉动的直流电压。,整流电路的种类,整流电路有单相半波、全波、桥式和倍压整流；三相半波、三相桥式全波整流等多种电路。,为分析简单起见，我们把二极管当作理想元件处理，即二极管的正向导通电阻为零
2、，反向电阻为无穷大。,返回,单相半波整流电路的工作原理,电路组成,当 u20 时，二极管导通。 如果忽略二极管正向压降， 则： uo=u2,导通,iD=io=uo/RL,返回,单相半波整流电路的工作原理,电路组成,当 u20 时，二极管导通。 如果忽略二极管正向压降， 则： uo=0,iD=io=0,截止,返回,单相半波整流电路输出电压波形,单相半波整流电路输出电压平均值,返回,单相半波整流电路中二极管的平均电流和输出电流：,单相半波整流电路中二极管上承受的最高反向电压：,返回,单相桥式全波整流电路的工作原理,单相桥式全波整流电路组成,返回,单相桥式全波整流电路工作原理,当 u20 时，二极管
3、 D1、D3 导通。,返回,单相桥式全波整流电路工作原理,当 u20 时，二极管 D2、D4 导通。,返回,单相桥式全波整流电路的波形,返回,单相桥式全波整流电路输出电压波形,单相桥式整流电路输出电压平均值,单相桥式全波整流电路输出电流平均值,返回,单相桥式全波整流电路二极管上承受的最高反向电压：,单相桥式全波整流电路中二极管的平均电流和输出电流：,返回,单相桥式整流电路中的整流电桥可由四个整流二极管组成，也可直接用集成的整流桥块代替。,整流桥块,二极管桥,选择整流元件的主要指标：,1. 平均整流电流,2. 反向耐压,返回,整流桥实物照片,返回,返回,滤波电路,滤波的基本概念:,交流电压经整流
4、电路整流后输出的是脉动直流，其中既有直流成分又有交流成份。滤波电路就是利用储能元件电容两端的电压(或通过电感中的电流)不能突变的特性, 将电容与负载RL并联(或将电感与负载RL串联)，滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。这一过程称为滤波。,返回,电容滤波电路,一、滤波电路,1. 单相半波整流电容滤波电路,返回,2. 单相桥式整流电容滤波电路,一、滤波电路,返回,半波整流滤波电路（C=100UF）波形图,整流二极管中的电流,滤波输出电压,返回,半波整流滤波电路（C=470UF）波形图,整流二极管中的冲击电流,滤波输出电压,返回,半波整流滤波电路（C=10
5、00UF）波形图,二极管冲击电流,滤波输出电压,返回,半波整流滤波电路（C=3300UF）波形图,二极管冲击电流,滤波输出电压,返回,半波整流滤波电路（C=6800UF）波形图,二极管冲击电流,滤波输出电压,返回,全波整流滤波电路（C=100UF）波形图,输出电压,二极管冲击电流,返回,全波整流滤波电路（C=470UF）波形图,二极管冲击电流,滤波输出电压,返回,全波整流滤波电路（C=1000UF）波形图,二极管冲击电流,滤波输出电压,返回,全波整流滤波电路（C=3300UF）波形图,滤波输出电压,整流二极管中的冲击电流,返回,全波整流滤波电路（C=6800UF）波形图,整流二极管中的冲击电流
6、,滤波输出电压,返回,近似估算: U0=1.2U2,(2) 流过二极管瞬时电流很大,RLC越大U0越高,负载电流的平均值越大整流管导电时间越短iD的峰值电流越大。,一般选管时，取,二、电容滤波电路的特点,(1) 输出电压U0与时间常数RLC有关,RLC愈大电容器放电愈慢U0(平均值)愈大。,返回,输出波形随负载电阻RL或C的变化而改变,U0和S也随之改变。,如:RL愈小(Io越大),Uo下降多, S增大。,(3) 输出特性(外特性):,1.4U2,0.9U2,电阻负载 有电容滤波,电阻负载 无电容滤波,返回,（1）并联电容滤波后，输出电压直流成份（即输出电压平均值）提高了；脉动成份降低了（即输
7、出波形平滑）。,通过以上半波、全波整流电容滤波电路的波形图和分析可以看出：,（3）输出电压随输出电流（负载电流）增大而下降较快，输出特性较软。,（4）滤波电容愈大，滤波效果愈好，但整流二极管的导通时间愈短，其中的电流冲击也愈大。,（2）电容放电时间常数RLC愈大，放电愈慢，输出电压愈高，脉动愈小，滤波效果愈好。,电容滤波电路适用于输出电压较高,负载电流较小且负载变动不大的场合。,返回,稳压电路,在小功率设备中常用的稳压电路有稳压管稳压电路、线性稳压电路和开关型稳压电路等。其中稳压管稳压电路最简单，但是带负载能力差，一般只提供基准电压，不作为电源使用。开关型稳压电源效率较高，目前用的也比较多，但
8、因学时有限，这里不做介绍。以下主要讨论线性稳压电路。,返回,稳压管稳压电路,一、电路结构,返回,二、工作原理,在稳压管的稳压区，电流变化较大时，稳压管两端电压变化较小。,1. 电网电压波动,2. 负载波动,通过调节R上的压降来达到稳定输出电压Uo的目的。,返回,三、稳压管稳压电路特点,优点：电路简单，元件少。,缺点：稳压效果不太好，输出电压不可调。,四、稳压管选择办法,五、限流电阻 R 的选择原则,1.,2.,返回,集成稳压电源,集成稳压电源简介,三端集成稳压器的硅片封装在普通功率管的外壳内，电路内部附有短路和过热保护环节。,随着半导体工艺的发展,现在已生产并广泛应用的单片集成稳压电源，具有体积小,可靠性高,使用灵活,价格低廉等优点。最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端,故称之为三端集成稳压器。,本节主要介绍常用的7800、7900系列固定输出式三端集成稳压器组件及其应用，其内部也是串联型晶体管稳压电路。,根据输出端电压是否可调可分为固定输出式和可变输出式两类。,返回,分类,注意：7800/7900系列型号后两位数字XX代表输出电压值。,返回,三端集成稳压器实物照片,返回,三端集成稳压器管脚排列,78系列输出正电压,79系列输出负电压,输入,输出,公共端,输入,输出,公共端,返回,
