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1、第第4 4章章直流电源直流电源直流电源直流电源第第4 4章章直流电源直流电源直流电源直流电源第4 章直流电源第4 章直流电源第1 节第1 节单相整流电路单相整流电路第2 节第2 节三相整流电路三相整流电路第3 节第3 节滤波电路滤波电路第4 节第4 节稳压电源稳压电源第5 节第5 节集成稳压器集成稳压器 重 点串联型稳压电路的结构和稳压原理 集成稳压电路第1节单相整流电路整流电路整流电路滤波电路滤波电路稳压电路稳压电路u1u2u3u4uo整流电路整流电路滤波电路滤波电路稳压电路稳压电路1.变压变压将交流电源变换为符合整流需要的交流电压；将交流电源变换为符合整流需要的交流电压；2.整流整流交流直
2、流脉动电压交流直流脉动电压;3.滤波滤波直流脉动电压平滑直流电压直流脉动电压平滑直流电压;4.稳压稳压稳定输出电压稳定输出电压半波、全波、桥式、倍压整流等小功率单相 三相半波、全波、桥式等大功率三相供电平任务任务利用二极管的单向导电性，交流直流1.正弦电压正负半周二极管的通断分析,电流通过路径2.交流电压有效值U2与直流电压平均值Uo的定量关系3.二极管参数选择第1节单相整流电路电路类型电路类型分析要点分析要点?单相半波整流电路单相半波整流电路?单相半波整流电路单相半波整流电路正半周正半周 u2 0时时, 二极管导通忽略二极管正向压降二极管导通忽略二极管正向压降u0 =u2 波形相同。波形相同
3、。二极管二极管导通导通/ /截止截止i0u1u2aTbDRLu0+ -_ +负半周负半周 u2 u2a u2b，D4、D5优先导通，优先导通， D1、D3和和D2、D6性承受反压而截止，性承受反压而截止，uo =ucb，电流通路为：，电流通路为： cD5 RL D4 b。一个周期内每个二极管导通。一个周期内每个二极管导通1/3周期。周期。?三相桥式整流电路三相桥式整流电路第2节三相整流电路Uo=2.34U2平均电压：平均电流：二极管的平均电流：二极管承受的最高反向电压：L2o0.7831 RUIID=L2o2.34RUI =22623UUURM=第2节三相整流电路?三相桥式整流电路三相桥式整流
4、电路参数计算【注意】整流电路中的二极管是作为开关运用的，整流电路既有交流量，又有直流量 输入（交流）用有效值或最大值； 输出（交直流）用平均值； 整流管正向电流用平均值； 整流管反向电压用最大值。【注意】整流电路中的二极管是作为开关运用的，整流电路既有交流量，又有直流量 输入（交流）【注意】整流电路中的二极管是作为开关运用的，整流电路既有交流量，又有直流量 输入（交流）用有效值或最大值； 输出（交直流）用有效值或最大值； 输出（交直流）用平均值； 整流管正向电流用平均值； 整流管正向电流用平均值； 整流管反向电压用平均值； 整流管反向电压用最大值。用最大值。几种常见的整流电路第2节三相整流电路
5、?三相桥式整流电路三相桥式整流电路作业：P2184.7.14.7.2 作业：P2184.7.14.7.2 交流电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交流电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电容两端的电压两端的电压(或通过或通过电感电感中的电流中的电流)不能突变的特性不能突变的特性, 将将电容电容与负载与负载RL 并联并联(或将或将电感电感与负载与负载RL 串联串联)，滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。，滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份
6、，达到平滑输出电压波形的目的。第3节滤波电路滤波原理第3节滤波电路?电容滤波电路电容滤波电路?电容滤波电路电容滤波电路a桥式整流电容滤波电路u1u2u1bD4D2D1 D3RLuoSCu2tuot设设t1 时刻接通电源时刻接通电源t1整流电路为电容充电整流电路为电容充电充电 结束充电 结束au1u2u1bD4D2D1 D3RLuoSCuc?电容滤波电路电容滤波电路第3节滤波电路RL未接入时没有电容时的输出波形没有电容时的输出波形u2tuot无滤波电容时的波形无滤波电容时的波形加入滤波电容时的波形加入滤波电容时的波形充电充电放电放电au1u2u1bD4D2D1 D3RLuoSC?电容滤波电路电容
7、滤波电路第3节滤波电路RL接入（且RLC较大）时uotu2 上升，上升， u2 大于电容上的电压大于电容上的电压uc ，u2 对电容充电，对电容充电，uo = uc u2时间常数时间常数= (RL / Rint ) Cu2 下降，下降， u2 小于电容上的电压。二极管承受反向电压而截止。电容小于电容上的电压。二极管承受反向电压而截止。电容C通过通过RL 放电，放电， uc 按指数规律下降，时间常数按指数规律下降，时间常数= RL C放电时间常数远远大于充电时间常数，滤波效果取决于放电，其值愈大，滤波效果愈好。?电容滤波电路电容滤波电路第3节滤波电路?电容滤波电路电容滤波电路第3节滤波电路Uo有
8、所提高：有所提高：通常桥式整流取若空载据通常桥式整流取若空载据 选电解电容器原则：选电解电容器原则：则则 选二极管原则： 因有冲击电流流过二极管选二极管原则： 因有冲击电流流过二极管通常半波整流取通常半波整流取在桥式整流电路与负载间在桥式整流电路与负载间串入串入一电感一电感L，就构成了电感滤波电路，就构成了电感滤波电路u2u1RLLu0对直流分量对直流分量: XL =0 相当于短路相当于短路,电压大部分降在电压大部分降在RL上。对谐波分量上。对谐波分量: f 越高越高, XL越大越大,电压大部分降在电感电压大部分降在电感L上。因此上。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
9、的直流电压。第3节滤波电路?电感滤波电路电感滤波电路?电感滤波电路电感滤波电路滤波原理整流管导电角较大整流管导电角较大,峰值电流很小峰值电流很小,输出特性比较平坦输出特性比较平坦,适用于低电压大电流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的场合。缺点是电感铁芯笨重,体积大体积大,易引起电磁干扰。易引起电磁干扰。U0 =0.9U2当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压约为：当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压约为：?电感滤波电路电感滤波电路第3节滤波电路电感滤波的特点在在RC滤波电路或电感滤波后面再接一电容。从而构成滤波电路或电感滤波后面再接一电容。从而构成RC-型，
10、其性能及应用场合分别与电容滤波和电感滤波相似 。型，其性能及应用场合分别与电容滤波和电感滤波相似 。u0Ru2u1C1C2u0 RL第3节滤波电路?RC- 滤波电路 滤波电路?RC- 滤波电路 滤波电路u0u2u1C1C2u0 RL第3节滤波电路?LC-滤波电路滤波电路?LC-滤波电路滤波电路作业：P2184.7.6 4.7.7 作业：P2184.7.6 4.7.7 第4节串联型稳压电路?电路结构的一般形式电路结构的一般形式?电路结构的一般形式电路结构的一般形式T+_UI+_+_UO比较放大比较放大基准基准取样取样URFUO+_C2RL调整元件调整元件由基准电压、比较放大、取样电路和调整元件四
11、部分组成。由基准电压、比较放大、取样电路和调整元件四部分组成。调整元件T调整元件T与负载串联，通过全部负载电流。与负载串联，通过全部负载电流。比较放大器比较放大器可以是单管放大电路，差动放大电路，集成运算放大器。可以是单管放大电路，差动放大电路，集成运算放大器。调整元件调整元件可以是单个功率管，复合管或用几个功率管并联。可以是单个功率管，复合管或用几个功率管并联。基准电压基准电压可由稳压管稳压电路组成。取样电路取出输出电压可由稳压管稳压电路组成。取样电路取出输出电压U UOO的一部分和基准电压相比较。因调整管与负载接成射极输出器形式，为深度串联电压负反馈，故称之为串联反馈式稳压电路。的一部分和
12、基准电压相比较。因调整管与负载接成射极输出器形式，为深度串联电压负反馈，故称之为串联反馈式稳压电路。+_+_T+_UIUO比较放大比较放大基准基准取样取样URFUO+_C2RL调整元件第4节串联型稳压电路?电路结构的一般形式电路结构的一般形式R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2第4节串联型稳压电路?一种实用的串联式稳压电路一种实用的串联式稳压电路?一种实用的串联式稳压电路一种实用的串联式稳压电路稳压原理当当UI 增加或输出电流减小使增加或输出电流减小使U0 升高时升高时U0UB2UBE2 =（UB2 -UZ）U0UC2UCE1输出电压的确定和调节范围第4节串联型
13、稳压电路?一种实用的串联式稳压电路一种实用的串联式稳压电路R3T1T2UZR RW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2第5节集成稳压电源?概述概述?概述概述从外形上看，集成串联型稳压电路有三个引脚，分别为输入端、输出端和公共端，因而称为三端稳压器。从外形上看，集成串联型稳压电路有三个引脚，分别为输入端、输出端和公共端，因而称为三端稳压器。W78XX、W79XX。固定式稳压电路W78XX三端稳压器稳定正电压W78XX三端稳压器稳定正电压输出电压有七个等级：输出电压有七个等级：5V、6V、9V、12V、15V、18V和和24V。如如W7805 ，输出，输出+5V；W7809 ，输出，输出
14、+9VW79XX三端稳压器稳定负电压W79XX三端稳压器稳定负电压第5节集成稳压电源W117、W217、W317。输出电流有三个等级：输出电流有三个等级：1.5A,、0.5A（M）和）和0.1A（L）。）。如如W7805 ，输出，输出+5V；最大输出电流为；最大输出电流为1.5A；W78M05 ，输出，输出+5V；最大输出电流为；最大输出电流为0.5A；W78L05 ，输出，输出+5V；最大输出电流为；最大输出电流为0.1A。可调式稳压电路?概述概述金属封装金属封装 塑料封装塑料封装不同封装形式、正负电源管脚号不同。不同封装形式、正负电源管脚号不同。第5节集成稳压电源?三端稳压器的外形三端稳压
15、器的外形?三端稳压器的外形三端稳压器的外形第5节集成稳压电源?三端稳压器的应用三端稳压器的应用?三端稳压器的应用三端稳压器的应用输出为固定电压的电路输入端：输入端：1、3输出端：输出端：2、3C1 ：0.33 F，防振荡，防振荡CO ：1 F，稳定，稳定UOVD3RL+C12 W78+ CO1UO+Ui+W7800 接线图接线图若输出电压较高，接一保护二极管VD，以保护集成稳压器内部的调整管。输入端：输入端：3、1输出端：输出端：2、1C1 ：2.2 FCO ：1 FW7900 接线图接线图VDUO1RL+C12W79+CO3Ui+第5节集成稳压电源?三端稳压器的应用三端稳压器的应用W78XX
16、CIUI+_UO123+_CIW79XX12COCO3UO输出正负电压的电路第5节集成稳压电源?三端稳压器的应用三端稳压器的应用COW78XXCIUI+_+_UO123UXXUZRDZUXX : W78XX固定输出电压固定输出电压 UO =UXX + UZ第5节集成稳压电源?三端稳压器的应用三端稳压器的应用提高输出电压用三端稳压器也可以实现输出电压可调，下图是用用三端稳压器也可以实现输出电压可调，下图是用W7805组成的可调式稳压电源。组成的可调式稳压电源。输出电压可调式电路第5节集成稳压电源?三端稳压器的应用三端稳压器的应用W7805123R1CICOUIUOR20.33 33V10K0.1 运算放大器作为电压跟随器使用, 它的电源就借助于稳压器的输入直流电压。由于运放的
