《国家十一五规划教材-李春茂主编-电子技术-第7章直流稳压电源》由会员分享，可在线阅读，更多相关《国家十一五规划教材-李春茂主编-电子技术-第7章直流稳压电源（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第7章 直流稳压电源,整流电路将工频交流电转为具有直流电成分的脉动直流电。 滤波电路将脉动直流中的交流成分滤除，减少交流成分，增加直流成分。 稳压电路对整流后的直流电压采用负反馈技术进一步稳定直流电压。,7.1 整流电路,整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路， 整流电路中的二极管是作为开关运用，具有单向导电性。,7.1.1 单相桥式整流电路,半波整流,Udc0.45E2,全波整流,Udc0.9E2,例7.1.1 有一额定电压为24V，阻值为50的直流负载，采用单相桥式整流电路供电，交流电源电压为220V：（1）选择整流二极管的型号；（2）计算整流变压器的变化及容量。,（1） 变压器副绕组电
2、压有效值为 每个二极管承受的最高反向电压为 流过每个二极管的电流平均值为 因此可以先用2CP33AA晶体二级管（最大整流电流为0.5A，最高反向工作电压为50V） （2） 变压器的变化 K=220/26.6=8.3 变压器副边电流的有效值为 变压器的容量为,7.1.2 三相桥式整流电路,在三相桥式整流电路中，每两个二极管导通的时间内，加在负载电阻RL的电压是变压器副边线电压的瞬时值，例如在t1t2时间内，D1、D4导通，加在负载电阴RL上的电压为,常用的整流电路比较,7.2 滤波电路,7.2.1 电容滤波电路,利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同，将脉动直流中的交流成分滤除，减少交流成分，增加直
3、流成分，实现滤波。,利用电容充放电使输出波形平滑, 输出电压与电容放电时间常数 = RL C 有关,输出的直流、电压平均值受负载的影响较大。此电路带载能力较差，通常用于输出电压较高、负载电流较小且变化较小的场合。,全波整流滤波电路波形图,输出电压,二极管冲击电流,（C=100UF）,C=470UF,C=1000UF,C=6800UF,电感滤波电路,利用储能元件电感器的电流不能突变的性质，把电感与整流电路的负载L相串联，也可以起到滤波的作用。,整流管导电角较大,峰值电流很小,输出特性比较平坦,适用于低电压大电流(RL较小)的场合。缺点是电感铁芯笨重,体积大,易引起电磁干扰。,7.2.2 电感电容
4、滤波电路（LC滤波电路）,（1）由于电感线圈对整流电流的交流分量具有感抗XL=2fL,谐波频率越高,电感越大, 感抗就越高, 滤波效果越好。因此,它适用于低电压、大电流的场合。 （2）滤波电感较大，匝数越多，电阻亦较大，因而它两端亦有一定的直流压降，将会造成直流输出电压的下降。但一般情况下，电感线圈直流电阻小于RL，因而整流输出的直流电压几乎全部降落在负载电阻上。 （3）整流二极管导通时间大于半个周期，峰值电流很小；因此，电流对管子无冲击。,用于输出电压变化小, 负载电流大场合,7.2.3 型滤波电路,1. RC- 型滤波电路,R愈大，C2愈大，滤波效果愈好。但R太大，将使直流压降增加。 主要
5、适用于负载电流较小而又要求输出电压脉动很小的场合。,2. LC- 型滤波电路,滤波效果比LC滤波器更好，但整流二极管中的冲击电流较大。电感线圈体积大而笨重、成本高。,7.3 稳压管稳压电路,7.3.1 并联型稳压电路,Uo=U1 - ( IL+IR ) R,1. 稳压原理,根据 Iz 变化, 由UR 补偿负裁电压的变化,2. 设计原则,例7.3.1.整流滤波电路如图所示， 已知 UI=30V，U0=12V，R=2K，RL=4K， 稳压管的稳定 电 流 Izmin=5mA 与Izmax=18mA 试 求 ：(1) 通过负载和稳压管的电流 ； (2) 变压器副边电压的有效值 ； (3) 通过二极管
6、的平均电流和二极管承受的最高反向电压。,(3),(2),(1),R 两端的电压,通 过R的电流,负载的电流,稳压管的电流,变压器副边电压的有效值,二极管的平均电流,二极管承受的最高反向电压,7.3.2 串联反馈式稳压电路,（2）基准电压环节：它是由稳压管DZ和限流电阻R3构成的电路中获得，即取稳压管的电压UZ，它是一个稳定性较高的直流电压，作为调整、比较的标准。 （3）比较放大电路：由三极管T2构成，它将取样电压Uf和基准电压UZ比较产生的差值电压放大后去控制调整管T1的压降UCE1。 （4）调整环节：它由工作在线性区的功率管T组成，它的基极电流受比较放大电路输出信号控制。只要控制调整管T1的
7、基极电流IB，就可以改变集电极电流IC和集一射极电压UCE，从而调整输出电压U0的大小。,（1）取样电路：它是由R1、R2、RP组成的分压器，它将输出电压的部分Uf取出，并到比较放大电路的输入端。取样电压为,1、电路组成,2、稳压原理,反映输出电压U0变化的取样信号Uf与基准电压UZ比较，产生差值电压经三极管放大后，控制调整管T1的UCE，从而抑制U0的变化。,稳压实质：通过负反馈使输出电压稳定。,3.输出电压的确定和调节范围,4. 集成运放作为放大环节的串联反馈式稳压电源,调整元件T与负载串联，通过全部负载电流。 比较放大器可以是单管放大电路或集成运算放大器。 调整元件可以是单个功率管，复合
8、管或用几个功率管并联。 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UO的一部分和基准电压相比较。,在运放理想条件下(AV= ri= )：,影响稳压特性的主要因素,1、比较放大部分的AV和电压反馈系数F 愈大越好； 2、基准电压愈稳定越好； 3、放大部分的电源愈稳定越好； 4、调整管rce愈大越好(rce小则Ui引起的Uo大)。,存在的缺点,串联反馈式稳压电源外围元件较多；另外，调整管工作在线性放大区,当负载电流较大时，其损耗(P=UCEIo)大；电源的效率为( =Po/Pi=UoIo/UiIi)较低。为了提高效率，可采用开关型稳压电源。,7.4 集成稳压电源,随着集成工艺的发展，稳
9、压电路也制成了集成器件。它具有体积小、重量轻、使用调整方便、运行可靠和价格低等一系列优点，因而广泛地得到应用。,7.4.1 集成稳压电源的种类,三端集成稳压电路，它只有三个引线端：不稳定电压输入端（一般与整流滤波电路输出相连）、稳定电压输出端（与负载相连）和公共接地端。如W78系列，可提供1.5A电流和输出为5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等各档正的稳定电压输出。其型号的后两位数字表示输出电压值。例如W7805，表示输出电压为5V，其它类推。输出负压的系列为W79。7800/7900系列型号后两位数字XX代表输出电压值。,三端集成稳压器管脚排列,78系列输出正电压,79系列输出
10、负电压,输入,输出,公共端,输入,输出,公共端,输出电压固定式两种稳压器：,CW7800系列（输出正电压）, CW7900系列（输出负电压）,输出电压有：5v、6V 、 8V、 12V 、15V、 18V、 24V。,7.4.2 开关直流稳压电源,传统的线性串联型稳压电源其调整管是连续地工作在线性放大状态；开关稳压电源其调整管是断续地工作在导通和截止状态。,电压的平均值为,脉冲频率控制法，即保持开关导通时间ton不变改变开关转换周期T来调节输出电压Uo; 脉冲宽度控制法，即保持开关转换周期T不变，改变开关导通持续时间ton来调节输出电压U。； 混合法，即同时改变开关转换周期T和开关导通持续时间
11、ton以调节输出电压Uo使输出电压保持稳定。,VT1，VT2为复合开关调整管，它们同时与VT3管组成种特殊的多谐振荡器，在VT3管截止时,复合管饱和导通VT3管饱和时调整管截止。 储能元件C2、C3和续流二极管VD组成平滑滤波器。VT4是误差放大管， 稳压管VDw和电阻R5组成的参数稳压器提供基准电压 电阻R6、R8和电位器R7串联组成取样电路,当输出电压因某种原因降低时，取样电阻R6、R7和R8上的电压也下降经分压加到VT4基极的电位也降低，使误差放大器VT4的集电极电流IQC减小，C2放电变慢，加长VT3管的截止时间延长了调整管的饱和导通时间，因而使输出电压Uo上升。当Uo上升时，C2放电加快，缩短了调整管的导通时间使输出电压降低。从而调整了输出电压使之保持稳定,
