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1、(18-1),第18章 直流稳压电源,(18-2),1 整流电路 2 滤波器 3 直流稳压电源,(18-3),电源变压器: 将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2。,整流电路: 将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。,滤波电路: 将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压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。,直流稳压电源的组成和功能,(18-4),整流电路的任务：把交流电压转变为直流脉动的电压。,常见的小功率整流电路，有单相半波、全波、桥式和倍压整流等。,为分析简单起见，把二极管当作理想元件处理，即二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。,1 整流电路,
2、(18-5),1.1 单相半波整流电路,u 0 时，二极管导通。,忽略二极管正向压降：uo=u,u0 时,D1,D3导通 D2,D4截止 电流通路: A D1 RLD3B,u0 时,D2,D4导通 D1,D3截止 电流通路: B D2 RLD4A,输出是脉动的直流电压！,桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形,(18-11),1.全波整流输出电压平均值（Uo）,负载上的(平均)电流:,2. 每个二极管流过的平均电流(ID),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。,3. 反向峰值电压(URM),二极管截止时两端承受的最大反向电压
3、,(18-12),几种常见的硅整流桥外形：,(18-13),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,原理：利用储能元件电容两端的电压(或通过电感中的电流)不能突变的特性, 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。,2 滤波电路,(18-14), 2.1 电容滤波器（C滤波器）,D导通,D导通,D截止,D导通,D导通,D截止,通常取UO=U（半波）UO=1.2U（全波）,（1）输出电压的脉动程度与电容器的放电时间常数RLC有关系。RLC大一些，脉动就小一些。为了得到比较平直的输出电压，一般
4、要求RL（1015）/C,即RLC （35）T/2,(18-15),输出电压随负载电阻 RL 变化有较大的变化,即外特性较差（带负载的能力较差）。如: RL 愈小( IL 越大), Uo下降多。,(2) 输出特性(外特性),(3) 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,(4)二极管上的最高反向电压URM,电路,无电容滤波,有电容滤波,单相半波整流 单相桥式整流,(18-16),例1、有一单相桥式电容滤波整流电路，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为30V，选择整流二极管及滤波
5、电容器。,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。,滤波电容的数值一般在几十微法到几千微法，视负载电流的大小而定，其耐压应大于输出电压的最大值，通常采用极性电容。,(18-17),一、 L-C 型滤波电路,LC滤波器适于电流较大、输出电压脉动很小的场合，更适合于高频滤波。,2.2-3 其他形式的滤波电路,(18-18),二、LC 型滤波电路,显然， LC 型滤波电路输出电压的脉动系数比只有LC滤波时更小，波形更加平滑；由于在输入端接入了电容，因而较只有LC滤波时，提高了输出电压。,整流二极管的冲击电流较大,(18-19),三、 RC 型滤波电路,将使输出电压下降
6、，所以适用于负载电流较小、电压脉动很小的场合。,(18-20),稳压管,稳压电路,开关型,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。,3 直流稳压电源,(18-21),1 稳压管稳压电路,选择稳压管时， 一般取 UZ=UO IZM=（1.55）IOM UI=（23）UO,例、有一稳压二极管稳压电路，如上图所示，负载电阻RL由开路变到3K ，交流电压经整流滤波后得出UI=30V。今要求输出直流电压UO=12V，试选择稳压二极管DZ。
7、,(18-22),2 恒压源,(18-23),3 串联型稳压电路,(18-24),随着半导体工艺的发展，现在已生产并广泛应用的单片集成稳压电源，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。 本节主要介绍常用的W7800系列三端集成稳压器，其内部也是串联型晶体管稳压电路。 该组件的外形如下图，稳压器的硅片封装在普通功率管的外壳内，电路内部附有短路和过热保护环节。,4 集成稳压电源,(18-25),1端:输入端 2端:输出端 3端:公共端,W7800系列稳压器外形,1端:公共端 2端:输出端 3端:输入端,W7900系列稳
8、压器外形,(18-26),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,集成稳压电源的分类,(18-27),应用电路,输出为固定正压时的接法如图所示。,注意：输入与输出端之间的电压不得低于3V！,抵消输入端较长接线的电感效应，防止自激,瞬时增减负载电流不致引起输出电压有较大的波动,(18-28),（1）输出正负电压的电路,(18-29),UXX : 为W78XX固定输出电压UO = UXX + UZ,（2）提高输出电压的电路,(18-30),（3） 扩大输出电流的电路,I2I1=IR+IB= -UBE/R +IC/,(18-31),（4） 输出电压可调的电路,(18-32),（4）输出电压可调式电路,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730V可调式稳压电源。,W7805,(18-33),(UXX=5V),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。由于运放的输入阻抗很高 ,输出阻抗很低，可以克服稳压器受输出电流变化的影响。,Uo1,
