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1、PPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT12 六月 2023电工电子技术课程课件-第06章PPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT教学基本要求 了解直流稳压电源的基本组成及工作原理。了解组成直流稳压电源的整流电路、滤波电路及稳压电路的工作原理 了解稳压管稳压电路的工作原理及特点 了解串联型稳压电源的组成、工作原理与特点 了解线性集成稳压电源的工作原理 一般了解开关型稳压电源的工作原理与特点 本章讲授：3学时 自学12学时PPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT主要内容 直流稳
2、压电源的组成 整流滤波电路 稳压电路与稳压电源 本章小结PPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT直流稳压电源的组成 组成框图与各部分的作用整 流 电 路滤 波 电 路稳 压 电 路u1u2u3u4uoPPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT直流稳压电源的组成 半导体直流电源的原理方框图交流电源负载 变压 整流 滤波 稳压utututututPPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT整流电路 单相半波整流电路u1u2aTbDRLuou2 0 时，二极管导通。uo=u2bu1u2a
3、 TDRLuoiL=0u20时，二极管截止。uo=0iLPPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT整流电路 参数计算bu1u2a TDRLuo(4)输出电压平均值:(1)输出电压波形：iL(3)最高电压：(2)平均电流:ID=ILU0PPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPTi DTrRabuuoD整流电路例1：有一单相整流电路,负载电阻为 750,变压器副边电压为20V，试求Uo，Io及UDRM,并选用二极管。解 查二极管参数，选用2AP4(16mA,50V)。为了使用安全此项参数选择应比计算值大一倍左右。PPT P
4、PT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT整流电路 单相全波整流电路u1 u2aTbD1RLuoD2 u2iL(4)uo平均值：Uo=0.9U2(1)输出电压波形：(3)二极管上承受的最高电压(2)二极管上的平均电流：PPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT整流电路 单相桥式整流电路RLuoRLuuoaTrRLbuuoRLuuoPPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT整流电路 单相桥式整流电路u2正半周时电流通路u1u2TD4D2D1D3RLuoPPT PPT文档演模板 文档演模板 Of
5、fice Office PPT PPT整流电路 单相桥式整流电路u1u2TD4D2D1D3RLuou2负半周时电流通路PPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT整流电路 单相桥式整流电路u2uD4,uD2uD3,uD1u2D4D2D1 D3RLuoABu20 时D1,D3导通D2,D4截止A D1RLD3Bu20 时D2,D4导通D1,D3截止B D2RLD4A输出是脉动的直流电压！PPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPTUo整流电路 单相桥式整流电路u2D4D2D1 D3RLuoABt0uT(2)二极管上承受的最高
6、反向电压(1)二极管上的平均电流(3)uo平均值：iLiLiDPPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT整流电路1.整流输出电压平均值（Uo）负载上的(平均)电流IL:PPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT整流电路3.整流二极管的平均电流(ID)与反向峰值电压(UDRM)PPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT整流电路常见的几种整流电路UUoIoUUoIoUUoUIot0uot0uot0uoPPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT整流电
7、路 几种常见的硅整流桥外形：+-PPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT电容滤波电路 滤波原理桥式整流电容滤波电路au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+1.RL未接入时(忽略整流电路内阻)PPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT电容滤波电路 RL未接入时(忽略整流电路内阻)u2tuot设t1时刻接通电源t1整流电路为电容充电充电结束没有电容时的输出波形au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+PPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT电容滤波电路RL接入（且RLC较
8、大）时(忽略整流电路内阻)u2tuot 电容通过RL放电，在整流电路电压小于电容电压时，二极管截止，整流电路不为电容充电，uo会逐渐下降。au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+PPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT电容滤波电路u2tuotau1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC+只有整流电路输出电压大于uo时，才有充电电流iD。因此整流电路的输出电流是脉冲波。整流电路的输出电流iDPPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT电容滤波电路 电容滤波电路的特点一般取(T:电源电压的周期)近似估算:Uo=1.2
9、U2。(2)流过二极管瞬时电流很大。RLC 越大 Uo越高 负载电流的平均值越大;整流管导电时间越短iD的峰值电流越大故一般选管时，取(1)输出电压Uo与放电时间常数 RLC 有关。RLC 愈大 电容器放电愈慢 Uo(平均值)愈大PPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT电容滤波电路 电容滤波电路的特点 输出波形随负载电阻 RL 或 C 的变化而改变,Uo 和S 也随之改变。如:RL 愈小(IL 越大),Uo下降多,S 增大。结论：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。(3)输出特性(外特性)uo电容滤波纯电阻负载1.4U20.
10、9U20ILPPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT电容滤波电路 例：单相桥式整流滤波电路，交流电源频率 f=50Hz，RL=200，要求直流输出电压Uo=30V，选择整流二极管及滤波电容器。uRLuo+C解：1.1.选择整流二极管选择整流二极管可选用二极管2CP11IOM=100mA UDRM=50V PPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT电容滤波电路 2.选择滤波电容器取 RLC=5 T/2已知RL=50 可选用C=250 F，耐压为50V的极性电容器 uRLuo+CPPT PPT文档演模板 文档演模板 Of
11、fice Office PPT PPT电感滤波电路 电路结构:在桥式整流电路与负载间串入一电感L就构成了电感滤波电路。电感滤波电路u2u1RLLuoPPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT其他形式的滤波电路 改善滤波特性的方法：采取多级滤波。L-C 型滤波电路：在电感滤波后面再接一电容。RC 型滤波电路：在电容滤波后再接一级RC滤波电路。性能及应用场合分别与电容滤波和电感滤波相似。LC 型滤波电路：在电容滤波后面再接L-C 型滤波电路。PPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT稳压电路与稳压电源 分类稳压管稳压电路开
12、关型稳压电路线性稳压电路常用稳压电路(小功率设备)以下主要讨论线性稳压电路。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。效率较高，目前用的也比较多，但因学时有限，这里不做介绍。PPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT稳压管及其稳压电路 稳压管uDiD0UBRPPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT稳压管及其稳压电路1、稳压二极管的电路符号DZ+-uzizDZ+-uziz2、稳压二极管的特性izuz0UZ1）PN结易于击穿（击穿电压比普通二极管低很多）。2）PN结面积大，散热条件好，使反向击穿是
13、可逆的。特点PPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT稳压管及其稳压电路 稳压二极管的主要参数izuz0UZIZIZM UZ IZ1）稳定电压UZ 2）稳定电流 IZ（保证稳压管稳压性能的最小工作电流）。3）最大稳定电流 IZM 4）最大允许耗散功率PZM5）动态电阻6）电压温度系数U稳压管不发生热击穿的最大功率损耗。动态电阻越小稳压管稳压效果越好稳压管受温度变化的影响系数。DZ+-uzizPPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT稳压管及其稳压电路 稳压电路构成1）电源电压波动2）负载变化PPT PPT文档演模板 文
14、档演模板 Office Office PPT PPT稳压管及其稳压电路 工作过程与参数选取R 承受的最大可能电压R 承受的最小可能电压R 允许流过的最大电流R 必须流过的最小电流如果负载电流的变化范围为ILm ILM，电源电压波动使滤波输出电压 Ui的变化范围为Ui min Ui maxPPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT串联反馈式稳压电路 电路结构的一般形式 负载电流的变化量可以比稳压管工作电流的变化量扩大（1+）倍。TUORL+UZUIiRiZiLUo=UZ-UBE。但带负载的能力比稳压管强。1.串联式直流稳压电路的基本形式PPT PPT文档演模
15、板 文档演模板 Office Office PPT PPT串联反馈式稳压电路 电路结构的一般形式TUORL+UZUIiRiZiL1.串联式直流稳压电路的基本形式 两个主要缺点：(1)稳压效果不好。Uo=UZ UBE(2)输出电压不可调。改进的方法：在稳压电路中引入带电压负反馈的放大环节。PPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT串联反馈式稳压电路2.具有放大环节的串联型稳压电路RLUODZCR1UZR2R1R2UfR4R3T1T2Io变 压整 流滤 波PPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT串联反馈式稳压电路2.具有
16、放大环节的串联型稳压电路RLUODZCR1UZR2R1R2UfR4R3T1T2Io采样环节采样环节：R1、R2及Rp组成，将输出电压的一部分送到放大环节。PPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT串联反馈式稳压电路2.具有放大环节的串联型稳压电路RLUODZCR1UZR2R1R2UfR4R3T1T2Io采样环节放大环节放大环节：由晶体管T2构成的直流放大电路,其输入电压是采样电压与基准电压之差,放大后控制调整管.PPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT串联反馈式稳压电路2.具有放大环节的串联型稳压电路RLUODZCR
17、1UZR2R1R2UfR4R3T1T2Io基准电压采样环节放大环节基准电压：由稳压管DZ和 R3构成，稳压管两端的直流电压UZ是稳定性较高的直流电压。作为调整和比较的标准。PPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT串联反馈式稳压电路2.具有放大环节的串联型稳压电路RLUODZCR1UZR2R1R2UfR4R3T1T2Io调整环节基准电压采样环节放大环节调整环节：由工作于放大状态的功率管T1构成.其基极电流受放大环节控制,并由射极输出直流电压。PPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT串联反馈式稳压电路串联型稳压电源自动
18、调节电压过程：RLUODZCR1UZR2R1R2UfR4R3T1T2IoUo UBE2 IB2 IC2 UCE2 Uo UCE1 IC1 IB1 UBE1 串联型稳压电源属于串联电压负反馈电路PPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT串联反馈式稳压电路输出电压的确定和调节范围RLUODZCR1UZR2R1R2UfR4R3T1T2IoPPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT串联反馈式稳压电路影响稳压特性的主要因素RLUODZCR1UZR2R1R2UfR4R3T1T2Io 2.流过稳压管的电压随 UI 波动，使UZ 不稳
19、定，降低了稳压精度。1.电路对电网电压的波动抑制能力较差。例：UIVC2 Uo 3.温度变化时，T2组成的放大电路产生零点漂移，使 输出电压的稳定度变差。PPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT串联反馈式稳压电路改进措施在运放理想条件下:UITR1R2UFRLUo AV+-RPRUZPPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT线性集成稳压电源简单的集成稳压电源RLUODZRFUZR2+UR+R1RLUODZRFUZR2+UR+R1PPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT线性集成稳
20、压电源 单片集成稳压电源 目前最普遍应用的单片稳压电源是W7800系列和W7900系列。只有三个引出端：输入端1、输出端 2 和公共端 3(俗称三端集成稳压器)。1 231 2 3W78159824型 号W7805W7809W7812W7815Uo(V)5 9 12 15UiMax(V)35UMin23Iom(A)2.2Ro()0.030.15 外形图和主要参数PPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT线性集成稳压电源1端:输入端2端:公共端3端:输出端W7800系列稳压器外形1端:公共端2端:输入端3端:输出端W7900系列稳压器外形PPT PPT文档演
21、模板 文档演模板 Office Office PPT PPT线性集成稳压电源注：型号后XX两位数字代表输出电压值输出电压额定电压值有:5V、9V、12V、18V、24V等。三端集成稳压器固定式可调式正稳压W78XX负稳压W79XXPPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT线性集成稳压电源 应用电路输出为固定电压的电路固定正压时的接法如图注意：输入与输出端之间的电压不得低于3V！+_W7800系列稳压器 基本接线图CoW78xxCIUI+_Uo1 321FPPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT线性集成稳压电源 应用电
22、路输出为固定电压的电路固定负压时的接法如图-+W7900系列稳压器 基本接线图CoW79xxCIUI-+Uo2 311FPPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT线性集成稳压电源 应用电路输出为固定电压的电路正负同时输出的接法如图正负电压同时输出电路W78XXCIUI+_UO1 32+_CIW79XX13COCO2UOPPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT串联开关型稳压电源 串联型稳压器的调整管必须工作在线性放大区，调整管功耗大，稳压电源的效率一般低于50。且需加装体积较大的散热板。开关型稳压器的调整管一般以10k
23、Hz100kHz的频率反复翻转于饱和区和截止区的开关工作状态，功耗很低，电源效率可以提高到8090。开关型稳压器体积小、重量轻，对电网电压的波动要求低。由于开关型稳压器的调整管工作于开关状态，输出的脉动较大，会产生尖峰干扰和谐波干扰。PPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT串联开关型稳压电源开关型稳压器的基本结构 与串联线性稳压器相比，开关型稳压器增加了开关控制和续流滤波电路，调整管采用用开关型晶体管。PPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT串联开关型稳压电源开关型稳压器的工作波形上门限电压 下门限电压 输出电压的平均值 PPT PPT文档演模板 文档演模板 Office Office PPT PPT串联开关型稳压电源开关型稳压器的稳压过程U1RLUO u ton UOU1RL UO utonUO