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1、第18章_直流稳压电源1第1页，本讲稿共28页电源变压器电源变压器:将交流电网电压将交流电网电压u1变为合适的交流电变为合适的交流电压压u2；整整 流流 电电 路路滤滤 波波 电电 路路稳稳 压压 电电 路路u1u2u3u4uo整整 流流 电电 路路滤滤 波波 电电 路路稳稳 压压 电电 路路整流电路整流电路:将交流电压将交流电压u2变为单向的脉动电压变为单向的脉动电压u3；滤波电路滤波电路:减小单向脉动电压减小单向脉动电压u3脉动程度，使之转变脉动程度，使之转变为较平滑的直流电压为较平滑的直流电压u4；稳压电路稳压电路:消除电网波动及负载变化的影响消除电网波动及负载变化的影响,保持输保持输出
2、电压出电压uo的稳定的稳定直流稳压电源的组成和功能直流稳压电源的组成和功能RL2第2页，本讲稿共28页整流电路整流电路是把交流电压转变为直流脉动的电压。是把交流电压转变为直流脉动的电压。常见的小功率整流电路，有单相半波、单向桥式常见的小功率整流电路，有单相半波、单向桥式（全波）、三相桥式整流等。（全波）、三相桥式整流等。18.1 整流电路整流电路u2u3u2u3 半波整流半波整流 全波整流全波整流3第3页，本讲稿共28页二极管导通，即二极管导通，即 uo=uiiLuuiaTbDRLuoaTbDRLuoiL=0二极管截止二极管截止,输出电输出电流为流为0。uo=0为分析简单起见，把二极管当作理想
3、元件处理，即为分析简单起见，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，反向电阻为无穷大二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大uuiui 0+-+ui0 0 时时D D1 1,D,D3 3导通导通D D2 2,D,D4 4截止截止电流通路电流通路:由由a a经经D D1 1R RL LD D3 3b bui0 0 时时D D2 2,D,D4 4导通导通D D1 1,D,D3 3截止截止电流通路电流通路:由由b b经经D D2 2R RL LD D4 4a a输出是脉动的直流电压！输出是脉动的直流电压！ui桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形
4、uouiD4D2D1D3RLu0ab9第9页，本讲稿共28页负载电压 U0的平均值:负载上的平均电流:每个二极管只有半周导通。流过每只整流二极管的平均电流 ID 是负载平均电流的一半:二极管截止时两端承受的最大反向电压：uo(io)10第10页，本讲稿共28页几种常见的硅整流桥几种常见的硅整流桥+-+-u2uL+11第11页，本讲稿共28页18.2 滤波器滤波器滤波原理:交流电压经整流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，
5、保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。12第12页，本讲稿共28页iCRLuouuiuCCiRL D 2 ui 2 无电容无电容D D导通D D截止D D导通uo1.电容滤波电容滤波13第13页，本讲稿共28页iCRLuouuiuCCiRL D 2 ui 2 无电容无电容D D导通D D截止D D导通uo 2 有电容有电容D D导通D D截止D D导通uoMMN当输入电压ui为正时，D导通，电容C 充电，当输入达到最大值时，电容C两端电压uC也达到最大。此刻后，输入按正弦波减小，电容C 通过负载RL放电，电压降低，当输入ui降低到ui uC 时，电容再次充电，重复上述过程1.电容滤波电容
6、滤波14第14页，本讲稿共28页电容滤波电路的特点电容滤波电路的特点RLC 愈大，曲线愈平缓，放电越慢，一般取愈大，曲线愈平缓，放电越慢，一般取 RLC=(3-5)T/2影响放电曲线的因素有？影响放电曲线的因素有？电压电压U一定情况下，负载一定情况下，负载RL、电、电容容C越大，放电时间越大，放电时间t 越长，即越长，即RLC 的积越大，放电越慢的积越大，放电越慢MMNttRLC较大RLC较小C：电容容量电容容量RL：负载的大小负载的大小15第15页，本讲稿共28页+4123LD+Du4-R220V32DD1u21uL2.电感滤波电路电感滤波电路电路结构电路结构:在桥式整流电路与负载间串入一电
7、感在桥式整流电路与负载间串入一电感L。交流分量交流分量:f 越高，越高，XL 越大越大,交流电压大部分降在电感上交流电压大部分降在电感上,因此，因此，在输出端得到比较平滑的直流电压。在输出端得到比较平滑的直流电压。直流分量直流分量:XL=0 相当于短路相当于短路,直流电压大部分降在直流电压大部分降在RL上上特点：特点：输出电压比较平坦，适用于低电压大电流输出电压比较平坦，适用于低电压大电流(RL较小较小)的场合。缺点是电感铁芯笨重，体积大，易引起的场合。缺点是电感铁芯笨重，体积大，易引起电磁干扰电磁干扰16第16页，本讲稿共28页3.其它滤波电路其它滤波电路 为进一步改善滤波特性，采取多级滤波
8、。为进一步改善滤波特性，采取多级滤波。LC滤波电路滤波电路+ou+-LCu-i+适用于大电流输、电压脉动很小的场合，多用于高频电路ou+-LCu-i+CLC 型滤波电路型滤波电路该滤波电路对整流二极管的电流冲击比较大17第17页，本讲稿共28页18.3 直流稳压电源直流稳压电源交流交流电压电压脉动脉动直流电压直流电压整流整流滤波滤波有波纹的有波纹的直流电压直流电压稳压稳压直流直流电压电压18.3.1 18.3.1 稳压管稳压电路稳压管稳压电路稳压原理稳压原理:利用稳压管的反向击穿特性利用稳压管的反向击穿特性iuUZIUIzminIzmax18第18页，本讲稿共28页(1)(1)当输入电压变化时
9、当输入电压变化时:UoUiUZIZIURUo+UDziLRz-oU-+RUIZILI+UR -稳压过程！稳压过程！:(2)(2)当负载电压变化时：当负载电压变化时：UoIZIURUo稳压管的选择：稳压管的选择：UZ=Uo；Ui=(2-3)UZ；IZM=(1.5-5)IOM 19第19页，本讲稿共28页反相输入反相输入同相输入同相输入由稳压管电路和运放组成的恒压源18.3.2 恒恒压源压源20第20页，本讲稿共28页UITR2RLUo AV+-R1UZUCE+-+-+-+-稳压过程：稳压过程：UouFUBICUCEUoICT为调整管为调整管18.3.3 串联型稳压电路串联型稳压电路21第21页，
10、本讲稿共28页18.3.4 集成稳压电源集成稳压电源简介简介随着半导体工艺的发展随着半导体工艺的发展,现在已生产并广泛应用现在已生产并广泛应用的单片集成稳压电源，具有体积小的单片集成稳压电源，具有体积小,可靠性高可靠性高,使用使用灵活灵活,价格低廉等优点。最简单的集成稳压电源只价格低廉等优点。最简单的集成稳压电源只有输入，输出和公共引出端有输入，输出和公共引出端,故称之为三端集成稳故称之为三端集成稳压器。压器。本节主要介绍常用的本节主要介绍常用的W7800系列系列W7900系列系列三三端集成稳压器，其内部也是串联型晶体管稳压电路。端集成稳压器，其内部也是串联型晶体管稳压电路。该组件的外形如下图
11、，稳压器的硅片封装在普该组件的外形如下图，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通功率管的外壳内，电路内部附有短路和过热保护环节。环节。22第22页，本讲稿共28页1端端:输入端输入端2端端:输出端输出端3端端:公共端公共端W78XX系列稳压器系列稳压器(输出正电压输出正电压)1231端端:公共端公共端2端端:输出端输出端3端端:输入端输入端123W79XX系列稳压器系列稳压器(输出负电压输出负电压)输出电压额定电压值有输出电压额定电压值有:5V、9V、12V、18V、24V等等。23第23页，本讲稿共28页 输出为正压时的固定接法输出为正压时的固定接法注意：注意：输
12、入与输出端之间的电压不得低于输入与输出端之间的电压不得低于3V！+_W7800系列稳压器系列稳压器 基本接线图基本接线图CoW78XXCIUI+_Uo1320.11 F1FCI可以抵消输入端较长接线时产生的电感可以抵消输入端较长接线时产生的电感 效应，防止产效应，防止产 生自激震荡生自激震荡Co输在瞬时增减负载电流时，不至于引起输在瞬时增减负载电流时，不至于引起 输出电压有较大的波动输出电压有较大的波动24第24页，本讲稿共28页W7815CI15V123+_CI12COCO3 输出为正负电压时的接法输出为正负电压时的接法220vW7915CC24v24v+1000uF1000uF15V25第25页，本讲稿共28页COW78XXCIUI+_+_UO123UXXUZRDZUXX:为为W78XX固定输出电压固定输出电压 UO=UXX+UZ+_+_提高输出电压电路提高输出电压电路26第26页，本讲稿共28页扩大输出电流电路扩大输出电流电路TRL+-ICW78XXCIUIUO123+-I2IoCoIRRIB27第27页，本讲稿共28页R1CICoUIUo W78xxUXX+_R2R3R4+_输出电压可调电路输出电压可调电路+_UOUXX28第28页，本讲稿共28页