《模拟电子技术基础ppt电子课件教案第9章直流稳压电源（用2学时）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模拟电子技术基础ppt电子课件教案第9章直流稳压电源（用2学时）（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第九章 直流稳压电源,返回,第九章 直流稳压电源,对你的期望：1. 理解单相整流电路和滤波电路的工作原理及参数的计算;2. 了解稳压管稳压电路和串联型稳压电路的工作原理;3. 了解集成稳压电路的性能及应用。,9.1 小功率整流电路,9.3 稳压电路,引言,9.4 集成稳压电源,第九章 直流稳压电源,9.2 滤波电路,引言,小功率直流稳压电源的组成,功能：把交流电压变成稳定的大小合适 的直流电压,变压器：,整流：,滤波：,稳压：,降压,滤除脉动,交流变脉动直流,进一步消除纹波，提高电压的稳定性和带载能力,9.1 小功率整流电路,9.3 稳压电路,引言,9.4 集成稳压电源,第九章 直流稳压电源,
2、9.2 滤波电路,9.1 整流电路,整流电路的作用: 将交流电压转变为脉动的直流电压。,常见的整流电路：半波、全波、桥式和倍压整流；单相和三相整流等。,分析时可把二极管当作理想元件处理：二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。,整流原理：利用二极管的单向导电性,1. 电路结构,单相桥式整流电路,简化画法,单相桥式整流电路,2. 工作原理,u 正半周，VaVb，二极管 D1、 D3 导通， D2、 D4 截止 。,3. 工作波形,uD2uD4,9.1.2单相桥式整流电路,2. 工作原理,3. 工作波形,uD2uD4,u 正半周，VaVb，二极 管 1、3 导通，2、4 截止 。,u 负半周，
3、Vauc 时，二极管导通，电源在给负载RL供电的同时也给电容充电， uc 增加，uo= uc 。,u uc 时，二极管截止，电容通过负载RL 放电，uc按指数规律下降， uo= uc 。,= uc,3. 工作波形,二极管承受的最高反向电压为 。,4. 电容滤波电路的特点,(T 电源电压的周期),(1) 输出电压的脉动程度与平均值Uo与放电时间常数RLC 有关,RLC 越大 电容器放电越慢 输出电压的平均值Uo 越大，波形越平滑。,近似估算取： Uo = 1. 2 U ( 桥式、全波）Uo = 1. 0 U （半波）,当负载RL 开路时，UO ,为了得到比较平直的输出电压,(2) 外特性曲线,有
4、电容滤波,1.4U,结论,采用电容滤波时，输出电压受负载变化影响较大，即带负载能力较差。因此电容滤波适合于要求输出电压较高、负载电流较小且负载变化较小的场合。,(3) 流过二极管的瞬时电流很大,选管时一般取：IOM =2 ID,RLC 越大O 越高，IO 越大整流二极管导通时间越短 iD 的峰值电流越大。,例：,有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频率 f=50Hz，负载电阻 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。,流过二极管的电流,二极管承受的最高反向电压,变压器副边电压的有效值,解：1. 选择整流二极管,可选用二极管2CP11,IOM =100mA
5、UDRM =50V,例： 有一单相桥式整流滤波电路，已知交流电源频率 f=50Hz，负载电阻 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。,取 RC = 5 T/2,已知RL = 200,解：2. 选择滤波电容器,可选用C=250F，耐压为50V的极性电容器,在桥式整流电路与负载间串入一电感L,9.2.2 电感滤波电路 1. 电路结构,2.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,9.2.3 复式滤波电路,9.1 小功率整流电路,9.3
6、 稳压电路,引言,9.4 集成稳压电源,第九章 直流稳压电源,9.2 滤波电路,9.3 稳压电路,稳压电路（稳压器）是为电路或负载提供稳定的输出电压的一种电子设备。稳压电路的输出电压大小基本上与电网电压、负载及环境温度的变化无关。理想的稳压器是输出阻抗为零的恒压源。实际上，它是内阻很小的电压源。其内阻越小，稳压性能越好。稳压电路是整个电子系统的一个组成部分，也可以是一个独立的电子部件。,9.3.1 并联型(稳压管）稳压电路,2. 工作原理,Uo = Uz IR = Io + Iz,RL(Io) IR ,设UI一定，负载RL变化,限流调压, Uo (Uz ) , IZ,1. 电路,稳压电路,9.
7、3.1 并联型（稳压管）稳压电路,2. 工作原理,Uo = Uz IR = Io + Iz,UI Uo ,设负载RL一定， UI 变化, IZ , IR ,1. 电路,理解为，由于输入电压VI的增加，在稳压二极管的调节下，使VO的增加没有那么大而已。VO还是要增加一点的，这是一个有差调节系统。,3.稳压电阻的计算,稳压二极管的动态电阻越小，稳压电阻R越大， 稳压性能越好。,稳压电阻R 的作用,将稳压二极管电流的变化转换为电压的变化， 从而起到调节作用，同时R也是限流电阻。,显然R 的数值越大，较小IZ的变化就可引起足够大的VR变化，就可达到足够的稳压效果。,但R 的数值越大，就需要较大的输入电
8、压VI值，损耗就要加大。,稳压二极管稳压电路的稳压性能与稳压二极管击穿特性的动态电阻有关，与稳压电阻R的阻值大小有关。,稳压电阻的计算如下,当输入电压最小，负载电流最大时，流过稳压二极管的电流最小。此时IZ不应小于IZmin，由此可计算出稳压电阻的最大值，实际选用的稳压电阻应小于最大值。即,(1),稳压二极管在使用时 一定要串入限流电阻，不 能使它的功耗超过规定值， 否则会造成损坏！,当输入电压最大，负载电流最小时，流过 稳压二极管的电流最大。此时IZ不应超过IZmax，由此可计算出稳压电阻的最小值。即,(2),4. 参数的选择,UZ = Uo(2) IZM= (1.5 3) IOM(3) U
9、I = (2 3) UO,适用于输出电压固定、输出电流不大、且负载变动不大的场合。,例 图所示电路中，已知UZ =12V, IZmax =18mA ， IZ=5mA ,负载电阻RL =2K，当输入电压由正常值发生20%的波动时，要求负载两端电压基本不变， 试确定输入电压Ui的正常值和限流电阻R的数值。,a）当Ui向上波动20%，即1.2Ui时,认为IZ = IZmax =18mA 因此有：,mA,b） 当Ui向下波动20%,即0.8Ui时，认为 IZ = 5 mA 因此有:,mA,联立方程组可得: Ui=26V, R =800,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、比
10、较环节、基准电压源,1. 结构,9.3.2 串联型稳压电路,2.工作原理,1输入电压变化时,VIVOVfVO1VCEVO,2负载电流变化时,ILVIVOVfVO1VCEVO,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,9.1 小功率整流电路,9.3 稳压电路,引言,9.4 集成稳压电源,第九章 直流稳压电源,9.2 滤波电路,单片集成稳压电源，具有体积小,可靠性高,使用灵活,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,故称之为三端集成稳压器。,1. 分类,XX两位数字为输出电压值,（1. 25 37 V 连续可调）,9.4 集
11、成稳压电源,2. 外形及引脚功能,W7800系列稳压器外形,W7900系列稳压器外形,塑料封装,3. 性能特点（7800、7900系列）,输出电流超过 1. 5 A（加散热器） 不需要外接元件 内部有过热保护 内部有过流保护 调整管设有安全工作区保护 输出电压容差为 4%,输出电压额定值有: 5V、6V、 9V、12V 、 15V、 18V、 24V等 。,输出为固定正电压时的接法如图所示。,(1) 输出为固定电压的电路,输入与输出之间的电压不得低于3V！,4. 三端固定输出集成稳压器的应用,0.11F,1F,用来抵消输入端接线 较长时的电感效应， 防止产生自激振荡。 即用以改善波形。,为了瞬
12、时增减负载电流 时，不致引起输出电压 有较大的波动。即用来 改善负载的瞬态响应。,(2)同时输出正、负电压的电路,UXX: 为W78XX固定输出电压 Uo= UXX + UZ,（3）提高输出电压的电路,IO= I2 + IC,（4）提高输出电流的电路,R 可由功率管 T的UBE和稳压器的IOM确定, 即R UBE /IOM 。,IQ,R1,R2,(5)输出电压可调的稳压电路,I1,I2,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。对直流电源的要求是：输出电压尽量不受电网电压波动、输出负载变化和温度变化的影响，输出电压中脉动和噪声成分小，转换效率高。 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为了保证直流电源的输出电压不发生波动，需要在整流滤波电路的后面再接上稳压电路。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。,
