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1、电模第八章直流稳压电源第1页，本讲稿共33页8.1 直流稳压电源的组成直流稳压电源的组成 大小不合适大小不合适的交流的交流大小大小合适合适的的交流交流交流交流 电源电源 脉动脉动直流直流不稳定的不稳定的直流直流稳定直稳定直流流直流直流负载负载滤波滤波电路电路电源变电源变 压器压器 整流整流 电电路路 稳压稳压电路电路第2页，本讲稿共33页电源变电源变压器压器将市电变换为整流所需的将市电变换为整流所需的 交交流电压流电压 整流整流电路电路将交流电变换为方向不变将交流电变换为方向不变 的的直流电直流电 滤波滤波电路电路将脉动直流电变换为平滑将脉动直流电变换为平滑 的的直流电压直流电压 稳压稳压电路
2、电路将不稳定的直流电压变换将不稳定的直流电压变换 为稳定直流电压为稳定直流电压 第3页，本讲稿共33页一、不控整流电路一、不控整流电路abT+-u2+-u1RL+-uOiO8.2 整流电路整流电路D1 D3D2 D4 第4页，本讲稿共33页1.1.工作原理工作原理工作原理工作原理+-uOabT+-u2+-u1u2 正半周，正半周，uO=u2 D1 和和 D3 导通，导通，电流通路：电流通路：aD1 RL D3 bRLiOD1 D3D2 D4 第5页，本讲稿共33页1.1.工作原理工作原理工作原理工作原理u2 负半周，负半周，uO=-u2 D2 和和 D4 导通，导通，电流通路：电流通路：b D
3、2 RL D4 a uo abRLTu1-u2+IoD1 D3D2 D4 第6页，本讲稿共33页 uo D4 D3 D1 D2RLu2u2tOuoiotOuD1,D3iD1,D3tOuD2,D4iD2,D4tO第7页，本讲稿共33页2.2.整流电路的计算整流电路的计算整流电路的计算整流电路的计算 (1)负载直流电压负载直流电压 UO(2)负载直流电流负载直流电流(3)二极管平均电流二极管平均电流(4)二极管反向电压二极管反向电压 最大值最大值 UO=2U2sin td(t)1 0=U2 2 2 =0.9U2 IO=UO RLID=IO 12URm=2 U2 第8页，本讲稿共33页3.3.整流元
4、件的选择整流元件的选择整流元件的选择整流元件的选择IFIDURURm+-4.4.整流桥块整流桥块整流桥块整流桥块+-第9页，本讲稿共33页整流桥实物照片整流桥实物照片第10页，本讲稿共33页单相桥式整流电路中的两个二极管用可控单相桥式整流电路中的两个二极管用可控 的的 晶闸管替换晶闸管替换 半控。半控。1.1.电路结构电路结构电路结构电路结构 二、可控整流电路二、可控整流电路abT+-u2+-u1+-uGT1D1+-uGT2D2RL+-uOiO第11页，本讲稿共33页2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理 正半周，正半周，T2、D1 承受反向电压截止，承受反向电压截止，T1、D2 承受正向电
5、压，承受正向电压，控制极电压控制极电压uG在在 t=时施加，时施加，故在故在 t 时，时，T1和和D2导通导通电流通路：电流通路：a T1 RL D2 babT+-u2+-u1+-uGT1D1+-uGT2D2RL+-uOiO第12页，本讲稿共33页负半周，负半周，T1、D2承受反向电压截止，承受反向电压截止，T2、D1 承受正向电压。承受正向电压。控制极电压控制极电压uG在在 t=+时施加，时施加，故在故在+t2 时，时，T2 和和 D1 导通。导通。电流通路：电流通路：bT2 RLD1 aabT+-u2+-u1+-uGT1D1+-uGT2D2RL+-uOiO2.2.工作原理工作原理工作原理工
6、作原理 第13页，本讲稿共33页3.3.工作波形工作波形工作波形工作波形 +2 ab+-u2+-uGT1D1+-uGT2D2RL+-uOiO负载负载 RL 上得到不完整上得到不完整 的全波脉动电压的全波脉动电压。u2 t O t uGuO t OO第14页，本讲稿共33页4.4.主要参数主要参数主要参数主要参数 uO 2 t UO(1)负载直流电压负载直流电压(2)负载直流电流负载直流电流 UO=2U2sin td(t)1 =U2 2 2 1+cos 2=0.9U2 1+cos 2IO=UORL第15页，本讲稿共33页 例例8.2.1 一单相桥式半控整流电路，要求直流输一单相桥式半控整流电路，
7、要求直流输 出电出电 压压 UO 在在 40 90 V的范围内可的范围内可 调，求输入交流电调，求输入交流电 压和控制角的变压和控制角的变 化范围。化范围。解解 =0 时，时，UO=UOmax=90 V，U2=UO/0.9 故故=90/0.9=100 V UO=40 V 时，时，cos =-1 2UO 0.9U2=-1 240 0.9100 =-0.111 =arccos(-0.111)=96.4故故 的变化范围为的变化范围为0 96.4。第16页，本讲稿共33页8.3 滤波电路滤波电路 电容滤波电容滤波 电感滤波电感滤波 复式滤波复式滤波 第17页，本讲稿共33页一、电容滤波电路一、电容滤波
8、电路uot O2 U2 C uo VD4 VD3VD1 VD2RLIou2u1 C 或或 RL 电容放电电容放电 1.电容滤波的原理电容滤波的原理 (1)当二极管导通时当二极管导通时 电容被充电储能。电容被充电储能。(2)当二极管截止时当二极管截止时 电容放电。电容放电。RL 第18页，本讲稿共33页电容的耐压：电容的耐压：UCN2 U2 结论结论 滤波使滤波使 uo 的波形更平滑，提高了的波形更平滑，提高了 uo 的平均值。的平均值。uo 的平滑程度取决于放电时间常数的平滑程度取决于放电时间常数 =RLC。二极管的导通时间缩短了。二极管的导通时间缩短了。2.电容滤波电路的计算电容滤波电路的计
9、算(1)输出电压的平均值输出电压的平均值 取取:Uo=U2（半波）（半波）Uo=1.2 U2（全波）（全波）(2)滤波电容的选择滤波电容的选择 取取:C(3 5)T2RL=1.52.52RLf第19页，本讲稿共33页 结论结论 电容滤波电路适用于电容滤波电路适用于 输出电压较高，负载输出电压较高，负载 电流较小且负载变动电流较小且负载变动 不大的场合。不大的场合。(3)整流二极管的选择整流二极管的选择 电容滤波电容滤波 1.414U2 0.9U2uo Io O 3.输出特性（外特性）输出特性（外特性）IF 2ID（电容充电产生冲击电流）（电容充电产生冲击电流）UR URm 第20页，本讲稿共3
10、3页二、电感滤波电路二、电感滤波电路 1.电感滤波的原理电感滤波的原理 对直流分量对直流分量:XL=0，大部分整，大部分整 流电压降在流电压降在 RL 上。上。对谐波分量对谐波分量:f 越高，越高，XL 越大，越大，电压大部分降在电压大部分降在 XL 上。上。输出电压平均值约为：输出电压平均值约为：Uo=0.9 U2（忽略电感线圈的电阻压降）（忽略电感线圈的电阻压降）uo VD4 VD3VD1 VD2RLIou2u1 L第21页，本讲稿共33页 2.电感滤波的特点电感滤波的特点 由于电感的低通特性，使由于电感的低通特性，使 uo 的波形更平滑。的波形更平滑。二极管的导通时间较长。二极管的导通时
11、间较长。电感线圈的电感值较大，其等效电阻也较大，电感线圈的电感值较大，其等效电阻也较大，使使 uo 的平均值下降；而且笨重、体积大。的平均值下降；而且笨重、体积大。电感线圈易对周围环境产生电磁干扰。电感线圈易对周围环境产生电磁干扰。一般只适用于低电压、大电流的场合。一般只适用于低电压、大电流的场合。第22页，本讲稿共33页 uo RLIoC2 C1 三、复式滤波电路三、复式滤波电路 C2 C1 1.LC 形滤波电路形滤波电路 2.RC 形滤波电路形滤波电路 L uo RLIoRL 第23页，本讲稿共33页一、稳压管稳压电路一、稳压管稳压电路8.4 稳压电路稳压电路T+-u2+-u1CUi RL
12、UO IIOR DZIZ稳压过程：稳压过程：UO IZ I IR UO 第24页，本讲稿共33页二、集成稳压电路二、集成稳压电路 线性集成稳压电路线性集成稳压电路 开关集成稳压电路开关集成稳压电路 小功率小功率 大功率大功率1.1.三端固定式集成稳压器三端固定式集成稳压器三端固定式集成稳压器三端固定式集成稳压器 CW7800 系列正电压稳压器。系列正电压稳压器。CW7900 系列负电压稳压器。系列负电压稳压器。1 2 3 IN GND OUT 78 1 2 3 GND OUT IN 79 第25页，本讲稿共33页三端集成稳压器实物照片三端集成稳压器实物照片第26页，本讲稿共33页三端集成稳压器
13、管脚排列三端集成稳压器管脚排列7878系列输出系列输出正正正正电压电压7979系列系列输出输出负负负负电压电压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第27页，本讲稿共33页 输出电压规格：输出电压规格：5V,6V,8V,9V,12V,15V,典型电路典型电路 78 CiCo 1 2 0.33 F 0.1 F Ui Uo 3 1：输入端：输入端
14、2：输出端：输出端 3：公共端：公共端 18V,24V 第28页，本讲稿共33页 79 CiCo 3 2 2.2 F 1 F Ui Uo 1 1：公共端：公共端 2：输出端：输出端 3：输入端：输入端 Ci：抵消输入端接线较长时的电磁效应：抵消输入端接线较长时的电磁效应 CW7800系列：系列：CW7800系列：系列：CW7900系列：系列：CW7900系列：系列：0.33F 2.2F 0.1F 1F Co：使负载电流瞬时增减时，输出电压不致有较大的波动：使负载电流瞬时增减时，输出电压不致有较大的波动 第29页，本讲稿共33页同时输出正负两组电压的电路同时输出正负两组电压的电路5 V 5 V
15、CW7805Ci1 2 3 CW79051 2 Co 3 Ui CiCoUO第30页，本讲稿共33页2.三端可调式集成稳压器三端可调式集成稳压器 类型：类型：CW117、CW217、CW317(正电压正电压)CW137、CW237、CW337(负电压负电压)输出电流等级：输出电流等级：0.1A,0.5A,1.5A 军品级军品级工业级工业级民品级民品级 典型电路：典型电路：CW217 CiCo 3 2 1+C+-Uo+-UiR1R2第31页，本讲稿共33页 CW237 CiCo 2 3 1 C-+Uo-+UiR1R2+输出电压计算公式：输出电压计算公式：UO=1.25(1+)R2R1 第32页，本讲稿共33页集成稳压电源应用电路集成稳压电源应用电路u2u1 C1300FU1=220VU2=8VUC1=1.2 U2=9.6VUo=5V+_CoW7805+_Uo1321FRLCI1 F第33页，本讲稿共33页