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1、1,第十四章 直流稳压电源,14-1 整流和滤波电路,14-2 直流稳压电路的工作原理,引言 组成和功能,14-3 集成稳压器件,2,引言: 直流稳压电源的组成和功能,电源变压器: 交流电网220V电压u1 合适的交流电压u2。,整流电路: 交流电压u2 脉动的直流电压u3。,滤波电路: 脉动直流电压u3 平滑的直流电压u4。,稳压电路: 清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压uo的稳定。,整 流 电 路,滤 波 电 路,稳 压 电 路,3,1、半波整流电路,二极管导通，vo=v2,为分析简单，二极管理想元件,二极管截止, vo=0,v2 0 时:,v2 0 时,D1,D4导通D2,D3截
2、止电流通路:a D1RLD4b,v20 时,D2,D3导通D1,D4截止电流通路:b D2RLD4a,单相桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形,整流输出电压平均值： Vo=0.9V2,负载电流平均值:Io= Vo /RL =0.9 V2 / RL,二极管平均电流：ID=Io/2,13,思考题：,1、D3接反，后果？,2、 因过电压D3被击穿短路， 后果？,3、 D3断开，后果？,14,4、整流电路的主要参数,负载电压 vo的平均值为:,负载上的(平均)电流:,(1)整流输出电压的平均值,15,S定义：整流输出电压的基波峰值Vo1M与Vo平均值之比。S越小越好。,（2）脉动系数,用傅氏级数对全
3、波整流的输出 vo 分解后可得:,16,平均电流(ID)与反向峰值电压(VDRM)是选择整流管的主要依据。,例如： 在桥式整流电路中，每个二极管只有半周导通。因此，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：,(3)二极管平均电流与反向峰值电压,（选购时：二极管额定电流 2ID),（选购时：最大反向电压 2VRM),17,二、滤波电路,滤波电路的结构特点: 电容与负载 RL 并联，或电感与负载RL串联。,交流电压,脉动直流电压,直流电压,18,1、电容滤波电路,以单向桥式整流电容滤波为例进行分析，其电路如图所示。,(1)电容滤波原理,桥式整流
4、电容滤波电路,注意！电容方向,19,RL未接入时,忽略整流电路内阻Rint,RL接入,放 = RLC,充 = RintC,20,v2上升， v2大于电容上的电压vc，v2对电容充电，vo= vc v2,v2下降， v2小于电容上的电压。二极管承受反向电压而截止。电容C通过RL放电， vc按指数规律下降，时间常数 = RL C,二极管中的电流（脉冲波）,21,近似估算: Vo=1.2V2 Io= Vo/RL,(b) 流过二极管瞬时电流很大,RLC 越大 Vo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,(2)电容滤波电路的特点,(a) 输出电压 平均值Vo与时间常数 RL
5、C 有关,RLC 愈大 电容器放电愈慢 Vo(平均值)愈大,(c) 二极管承受的最高反向电压,22,2、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。,23,电感滤波原理,对谐波分量: f 越高，XL 越大,电压大部分降在XL上。 因此，在输出端得到比较平滑的直流电压。,对直流分量: XL=0 相当于短路,电压大部分降在RL上,24,3、RC 型滤波器,改善滤波特性的方法：采取多级滤波,RC 型滤波器,将RC 型滤波器中的电阻换为电感，变为LC 型滤波器,25,14-2 直流稳压电路的工作原理,一、稳压电路的作用,二、稳压电源的质量指标,输出电压变化量,稳压
6、系数,输出电阻,温度系数,26,三、稳压电路工作原理,稳压电源类型:,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。,27,1、硅稳压二极管稳压电路,稳压原理 利用反向击穿特性,VIVOVZIZIRVRVO,28,2、串联型稳压电源,(1) 串联型稳压电源的构成,VO =VI-VR，当VIR VR在一定程度上抵消了VI增加对输出电压的影响。若负载电流ILRVR在一定程度上抵消了因IL增加，使VI减小，对输出电压减小的影响。,29,在实际电路中，可变电阻R是用一个三极管来替代的，控制基极电位
7、，从而就控制了三极管的管压降VCE，VCE相当于VR。,串联型稳压电路方框图,串联型稳压电源的构成：调整管、放大环节、采样环节、基准电压源,30,(2)工作原理,1输入电压变化时,VIVOVfVO1VCEVO,实质：电压负反馈,2负载电流变化时,ILVIVOVfVO1VCEVO,31,(3)输出电压调节范围的计算,可见，调节R2可以改变输出电压。,根据“虚短”,VfVREF,32,3、分立元件组成的串联式稳压电源,33,(1)稳压原理,当 VI 增加或输出电流减小使 Vo升高时,VCE1,34,(2) 输出电压的确定和调节范围,35,例：VI=18V，VZ=4V，R1=R2=RW=4.7k，求
8、输出电压的调节范围。,36,14-3集成稳压器件（三端集成稳压器）,输出电压固定的三端集成稳压器,37,常用的集成三端稳压器的类型,类型：W78XX系列 稳定正电压 W7805 输出+5V W7809 输出+9V W7812 输出+12V W7815 输出+15V W79XX系列 稳定负电压 W7905 输出-5V W7909 输出-9V W7912 输出-12V W7915 输出-15V,38,1端: 输入端2端: 公共端3端: 输出端,一、W78XX系列稳压器外形及典型接线图,+10V,+5V,注意：输入与输出端 之间的电压不 得低于3V！,39,1端: 公共端2端: 输入端3端: 输出端
9、,二、W79XX系列稳压器外形及典型接线图,-10V,-5V,40,三、输出正、负电压的稳压电路,41,IQ,R1,R2,输出电压可调的稳压电路,I1,I2,如何消除IQ的影响呢？,42,四、输出电压可调的稳压电路,43,五、作恒流源使用,44,本章小结,1在电子系统中，一般都要有直流电源供电。获得直流电源的最常用的方法是由交流电网转换为直流电压。这要通过整流，滤波和稳压等环节来实现。 2利用二极管的单向导电性可以构成整流电路，将交流电变为脉动直流电。在整流电路的输出端接上各种滤波电路，可以大大减小输出电压中的脉动成分。滤波电路有电容滤波和电感滤波两大类。使用较多的是电容滤波电路。 3最常用的稳压电路是串联式稳压电路。串联式稳压电路是一种带有负反馈的闭环调节系统。它的调整管工作在线性放大状态，通过控制调整管的压降来调整输出电压的大小。串联式稳压电路早已实现了集成化。输出电压固定和输出电压可调的集成串联式稳压器已经大量使用。,
