(2.2)--第3章直流稳压电源.pdf

1、直流稳压 电源的组 成 发电站 用户 电力电网 供电 示意图 干电池 蓄电池 直流发电机 直 流稳压电 源 变压电路 整流电路 滤波电路 稳压电路 变压电路：将电网电压变换成所需要的交流电压。整流电路：把 交流电转换成单一方向的脉动直流电。滤波电路：将 脉动直流电转换成比较平滑的直流电。稳压电路：当电网电压波动或负载发生变化时，稳压电路可使输出直流电压基本保持不变。直流稳压电源 单相 桥式 整流 电路 变压 器 整流电路 滤波 稳压 直流稳压电源 1.结构特点 2.工作原理 3.参数估算 4.元件选择 5.例题 RL+u1 uL u2 D1 D3 D4 D2+变压器 单相 桥式 整流 电路 负

2、载 1.结构特点 直 流+D1 D3 D4 D2 单相桥式四个管，两两串联再并联。并联两端出直流，两 管连点进电源。交流+单相桥式 整流 电路 1.结构特点 单相桥式 四个 管，两两 串联 再并 联。并联两端 出直 流，两管连点 进电 源。1.结构特点 简化画法 指向输出直流 整流桥堆 输出+输出 输入 单相桥式 整流 电路 u2 u U sin t2 22 V RL+uL u2+u1+D1 D3 D4 D2 为简化分 析，二极管均 认为是理想二 极管 2.工作原理 u2 u2正 半周 导通 RL+uL u2+u1+D1 D3 D4 D2 a b 截止 截止 导通 2.工作原理 u2 u2正

3、半周 RL+uL u2+u1+a b uL uL=u2 2.工作原理 D1 D3 D4 D2 u2负 半周 RL+uL u2+u1+D1 D3 D4 D2 a b u2 导通 截止 实际极性 导通 截止+2.工作原理 u2 u2负 半周 RL+uL u2+u1+uL=u2 a b uL 2.工作原理 D1 D3 D4 D2 u2 uL t iL iD1 iD3 iD2 iD4 t t t t 脉动直流 2.工作原理 A 直流电流表 直流电压表 B 交流电流表 交流电压表 选择题 负载电压uL的平均值UL:U U t tUU12 sin d2 20.9L 2220 流过负载的平均电流IL:IUR

4、0.9L2LtuL 3.参数估算 u2 t iD1 iD3 iD2 iD4 t t t t uD1 uD3 uD2 uD4 选择二极 管的主 要依据：平均电流(ID)与最 大反向 电 压(URM)。iL t I IUR120.45 DL2L U U 2RM24.元件选择+-u 5.例题 例1 单相桥式整流电路，已知变压器副边电压有效值U2=30V，负载电阻RL=100。输出电压()V，输出 平均 电流()A，二极管的电流 平均值()A，最大反向电压()V。UL=0.9U2=0.9 30=27V IL=UL/RL=27/100=0.27A DI I L12120.27 0.135ARMU U 2

5、2 42.4V27 0.27 0.135 42.4 若有一只二极管断开，将产生什么现象？若有一只二极管接反，将产生什么现象？若所有二极管都接反，将产生什么现象？桥式整流电路中若出现下面情况，将产生什么现象？例2 RL+uL u2+u1+D1 D3 D4 D2 u2 t 0 uL 0 t 全波整流 变成 半波整流 若有一只二极管断开，将产生什么现象？若有一只二极管接反，将产生什么现象？RL+uL u2+u1+D1 D3 D4 D2 u2正 半周时，二极 管D1、D2导 通，电源 被短路，电流 很 大，变 压器及D1、D2可能 被烧 坏。若所有二极管都接反，将产生什么现象？RL+uL u2+u1+

6、D1 D3 D4 D2 u2 t 0 uL 0 t 输出电 压 极性 改变，但 大小 不变 1.了解桥式整流的结构特点 2.理解桥式整流的工作原理 3.掌握桥式整流的参数估算 4.了解整流元件的选择依据 UL=0.9U2 IUR0.9L2L I I12DL 电容 滤波电路 u4 u3 u2 整流 滤波 一、滤波电路的种类 二、电容滤波电路 一、滤波电路的种类 C+电容滤波 L 电感滤波 C+L 倒L 形 滤波 C1 C2+R 形滤波 滤波 电路 C+电容滤波 1.工作原理 2.参数估算 二、电容 滤波 3.例题 空载情况(开关S 断开)带负载电阻情况(开关S 闭合)RL+u1 uL u2 D1

7、 D3 D4 D2 C+S 1.工作原理 假设：1.忽略 整流电 路 内阻；2.RLC 足 够 大。u2 t uL t U 22 空载情况 RL+u1 uL u2 D1 D3 D4 D2 C+S t1 u2 t 带负载情况 uL t t1 t3 t2 u2 t 带负载情况 uL t t1 t3 t2 t4 t5 t6 纹波电压（脉动成分）降低了，纹波电压与放电时间常数有关。RLC(空载)uL t U 22RLC 越小，纹波越大。uL t 2.参数估算 桥式整流电容滤波电路。输入电压一定，带额定负载工作，若滤波 电容损坏，用一 只容量比原电路大的电容 代替，则输出电压平均值应（）。A 增大 B

8、减小 C 不变 uL t 单选题 输出直流电压提高了。UL=1.2U2 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。一般取 R CTL(3 5)2(T:电 源电压的周期)电容滤波 电路 的外特性 二极管的导电角 变小了，180，且时间常数越大，导电角 越小。uL t iD t D1D3 D1D3 D2D4 D2D4 D2D4 I I12DL二极管的电流平均值 二极管承受的最大反向电压 例 单相桥式整流电容滤波电路如图所示，已知U2=20V，求下列情况下直流电压表的读数。RL+u1 u2 D1 D3 D4 D2 C+V(1)电路正常工作。(2)电容C 开路。(3)负载RL开

9、路。例 U2=20V RL+u1 u2 D1 D3 D4 D2 C+V(1)电路正常工作。电路满足 R CTL(3 5)2(T:电 源电压 的周期)UL=1.2U2=24V 电压表读数24 例 RL+u1 u2 D1 D3 D4 D2 C+V(2)电容C 开路。U2=20V 单相桥式整流电容滤波电路 单相桥式整流电路 UL=0.9U2=18V 电压表读数18 例 RL+u1 u2 D1 D3 D4 D2 C+V(3)负载RL开路。U2=20V 28.3V 电压表读数28.3 LU U 22UL=1.2U2 R CTL(3 5)2单相桥式整流电容滤波电路 二极管 I I12DL2.掌握电路中的参

10、数计算 1.了解电路的工作原理 滤波电容 正常工作 输出 估算 串 联 型线性集 成稳压 电路 稳压电路 u4 UO u3 u2 u2 u3 u4 u1 UO 集成稳压器 R 负载与 稳 压二极管并 联，称为并联 型稳压电路 一、串联型线性 集成稳压电路的工作原理 二.三端固定式输出集成 稳压器及其应用 取样 调整 比较放大 基准电压+T Ui R2 RL UO+A UB DZ R1 UREF UF R+1.电路组成 一、串联型线性集成稳压电路的工作原理 负载 调整管T 与负 载RL串联，故 称串 联稳压电路。2.工作原理 稳定 不变 输 出 电压UO 增 大 或减小 UCE Uid 反馈回运

11、 放的 反相输入 端 改变运放 的净 输入 电压 改变三 极 管基 极电位 使 三极管 集电 极和发射 极之 间 的电压UCE增大 或 减小 取 样 电阻R1、R2取出输出电 压 的变 化 输 出 电压UO 为 某 个值 基本恒定 2.工作原理 当电源电压升高使 输出电压UO 升高时，有如下稳压过程：UO UF UB IC UCE FOUR UR R21 2Uid 基本恒定 UREF不变 稳定 不变 UCE Uid REFU URRO12(1)运放工作在线性区 u-=u+O REFUR RUR1 2 23.输出电压 三极管工作在放大区 Ui-UoUCES 虚短成立 因为虚断 设计稳 压 电路

12、的基本 关 系式 UF=UREF 二.三端固定式输出集成稳压器及其应用 三 端固定式输出集成稳压器 输出正电压 78XX 输出负电压 79XX 常用的两个系列 代表 输出 电压值，有5V、6V、8V、9V、10V、12V、15V、18V、24V 等 78LXX 最 大 输出电 流0.1A 78MXX 最 大 输出电 流0.5A 78XX 最 大 输出电 流1.5A 79LXX 最 大 输出电 流0.1A 79MXX 最 大 输出电 流0.5A 79XX 最 大 输出电 流1.5A 78L 和79L 外形 和管 脚图 78 和79 外形和 管脚 图 入 地 出 地 入 出 出 地 入 地 入 出

13、 1.基本应用电路 UO W78+_ Ui Ci CO 1 3 2 _ Ci 防 止 自激振荡。通常 取值 为0.1 0.33 F。CO 消除高 频噪声和 改善 输出的瞬 态 特 性，通常 取值 为1 F 左右。为保证UO稳定，Ui-UO2V 通常 取3 5V W79 _+Ui UO Ci CO 2 3 1 _ Ci 防 止 自激振 荡。通常 取值 为0.1 0.33 F。CO 消除高 频噪声 和 改善 输出的 瞬 态 特 性，通 常 取值 为1 F 左右。2.同时输出正、负电压的稳压电路 15V 3 2 220V+C 18V C W7815 Ci+15V 1 3 2 Ci W7915 1 C

14、O CO 1 F 1 F 0.33 F 0.33 F 1000 F 1000 F+18V 3.输出可调的稳压电路 CO W78XX Ci Ui+1 3 2 UO R3 R2 R2 R2_+_ R1+CO W78XX Ci Ui+1 3 2 UO R3 R2 R2 R2_+_ R1+运放连成负反馈，工作在线性区，虚短成立。则 VbVc UabUac UabUxx Uxx由78XX 决定 c b a b a CO W78XX Ci Ui+1 3 2 UO R3 R2 R2 R2_+_ R1+c b a b a OUUR RR R Rac1 21 2 3()UR RR R RXX1 21 2 3()

15、对于运放，虚断成立，则电阻R1、R2、R3串联。R R2 20,4.扩大输出电流的稳压电路 所以 IO=I3+IC=5A I3I1=IR+IB URIBE C设=10，UBE=-0.3V，R=0.5，I3=1A 由上式得 IC=4A CO W78XX Ci UI+UO 1 2 3 IC I3 IO T I1 I2 IR IB _+_ R I2忽略不计 5.恒流源电路 L QXX XXI IURURIL与负载电阻无关，当器件选定后，UXX为一定值，因此IL为恒流输出。W78XX Ui 1 3 2 UXX RL R+_ IQ IL C+1 W7805 3 2+u2 220V50Hz RL+UO=5V 10 变压 桥式整流 滤波 稳压 Ui=1.2U2 I3 Ui-UO2V I1 I20 Ui+_ I I12D3 R CTL(3 5)2 RUIUILi1i3