《电子技术基础 教学课件 ppt 作者 张志良 第5章 直流稳压电源电路》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子技术基础 教学课件 ppt 作者 张志良 第5章 直流稳压电源电路（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、直流稳压电源电路,第5章 机械工业出版社同名教材 配套电子教案,第5章 直流稳压电源电路,直流稳压电源组成框图：,图5-1 直流稳压电源组成框图,5.1 整流电路,5.1.1 半波整流, 工作原理,u2正半周，VD正偏导通；u2负半周，VD反偏截止。,图5-2 半波整流电路 a）电路 b）输入输出电压波形, 电压电流计算,5.1.2 全波整流,全波整流相当于二个半波整流电路。, 工作原理,u2正半周，VD1导通，VD2截止；,u2负半周，VD1截止，VD2导通。,图5-3 全波整流电路 a）电路 b）输入输出电压波形, 电压电流计算,u2负半周，VD2、VD4导通，VD1、VD3截止（电流实际
2、流向如虚线所示）。,5.1.3 桥式整流, 工作原理,4个二极管分成二组，轮流导通：,u2正半周，VD1、VD3导通，VD2、VD4截止（电流实际流向如实线所示）；,输出波形、UO、IO、ID、脉动系数S与全波整流时相同， 但二极管承受的最大反向电压为, 电压电流计算,【例5-1】已知桥式整流电路，分析下列情况下电路正负半周工作状态： VD1反接； VD1短路； VD1开路； VD1、VD2均反接； VD1、VD2、VD3均反接； VD1VD4均反接。,解： VD1反接 u2正半周时，无输出电流，uO =0； u2负半周时，u2短路，变压器原付边线圈均流过很大电流。 轻则VD1、VD2和变压器
3、温度大大上升，发烫； 重则VD1、VD2击穿，变压器烧毁损坏。 VD1短路 u2正半周时，正常工作； u2负半周时，同VD1反接情况。 VD1开路 u2正半周时，无输出电流，uO =0； u2负半周，正常工作。 整个电路相当于半波整流，uO = 0.45 U2。 VD1、VD2均反接，电路正负半周均截止，无输出电流，uO = 0。 VD1、VD2、VD3均反接，与情况（1）状态相似。 VD1VD4均反接，正负半周均能整流工作，输出电压极性相反。,5.2 滤波电路,利用电感电容对不同频率的交流信号呈现不同阻抗的特点，可以滤去大部分脉动成分。, 工作原理,图5-5 电容滤波,图5-6 单相桥式整流
4、电容滤波电路 a) u2、uO、uC波形 b) 二极管电流iD的波形, 电容滤波输出电压平均值,电容滤波输出电压平均值一般很难精确计算，主要取决于放电时间常数d=RLC。,RL（开路）时，,C0时，桥式整流，UO=0.9U2。,UO = 1.2 U2 （桥式整流）,UO = 1.0 U2 （半波整流）,可用下式估算：,图5-7 RLC对uO的影响, 由于整流二极管导通角较小，导通时电流很大。, 电容滤波的特点, 电路简单、轻便。, 输出电压平均值升高（原因是电容储能）。, 外特性较差（即输出电压平均值随负载电流增大而很快下降，带负载能力差）。, 对整流二极管有很大的冲击电流，选管参数要求较高。
5、,冲击电流主要体现在以下两个方面：, 若电容初始电压为0，开机瞬间，相当于短路，整流二极管会流过很大的电流；,电容滤波适用于负载电流变化不大的场合。,图5-8 例5-2 uO波形,【例5-2】 已知电路如图5-5所示，U2=12V，f =50Hz，RL=100，试求下列情况下输出电压平均值uO。, 正常工作，并求滤波电容容量； RL开路； C开路； VD2开路； VD2、C同时开路； 分别定性画出、题UO波形。,解： 正常工作：UO1= 1.2U2 =1.212=14.4V, 若C开路，UO3= 0.9U2 =0.912=10.8V, 若VD2开路，相当于半波整流，UO4= 1.0U2 =12
6、V, 若VD2、C同时开路，UO5= 0.45U2 =5.4V, 分别定性画出、题uO波形如图5-8所示。,5.3 硅稳压管稳压电路, 电路和工作原理,图5-9 稳压管稳压电路, 输入电压UI变化, 负载RL变化（输出电流IL变化）, 元件选择, 限流电阻R越大，电压调节作用越明显。但是R大小受到其他参数的限制，一般可按下列式求取：, 稳压管动态电阻rZ越小，电流调节作用越明显；,适用于负载电流较小，且变化不大的场合。, 适用场合, 电路组成,5.4 线性串联型稳压电路,5.4.1 线性串联型稳压电路概述,图5-10 串联型稳压电路, 比较放大 由V2、R4组成比较放大电路，将基准电压和取样电
7、压比较并放大；,4个组成部分：, 基准 由R3、VS组成稳压管稳压电路，提供基准电压；, 取样 由R1、R2组成输出电压分压取样电路；, 调整 V1为调整管，根据比较放大的信号控制和调整输出电压。,属电压串联负反馈电路，电压负反馈，能稳定输出电压。, 工作原理, 输出电压, 按输出电压高低（以78系列为例）可分为7805、7806、7808、7809、7812、7815、7818、7824V（末2位数字为输出电压值）；, 78系列输出正电压，引脚1、2、3依次为输入端、公共端和输出端；,5.3.2 三端集成稳压器, 输出电压固定的集成稳压器78/79系列, 分类,79系列输出负电压，引脚1、2
8、、3依次为公共端、输入端和输出端。, 按输出电流大小可分78L（0.1A）、78M（0.5A）、78（1.5A）、78T（3A）、78H（5A）、78P（10A）系列。, 典型应用电路,图5-13 78系列集成稳压器典型应用电路, 输出电压可调的集成稳压器LM317/337,引脚1、2、3依次为调整端（Adjust）、输出端和输入端。, 317输出正电压，337输出负电压。,特点： UREF =1.25V；, IADJ 50A。, 工作原理, LM317典型应用电路,图5-15 LM317典型应用电路,5.5 开关型直流稳压电路, 工作原理, 电路,图5-17 开关型稳压电路示意图, UI、U
9、D、UO波形,图5-18 开关型稳压电路UI、UD、UO波形, 输出电压：, LC滤波器,图5-19 滤波器工作示意图 a）充电阶段 b）放电阶段,串联型属降压型变换，并联型属升压型变换。, 开关型稳压电路分类, 串联型和并联型,图5-20 并联型开关稳压电路原理图 a）电路组成 b）L充电 c）L放电,频率调制型（PFM）：ton不变，改变T（频率），从而改变占空比q，改变输出电压UO。, 脉宽调制型和频率调制型,脉宽调制型（PWM）：T不变，改变ton，从而改变占空比q，改变输出电压UO。,图5-21 开关电源调制型式 a）PWM b）PFM,反激式：在开关元件截止时传递能量。, 正激式和反激式,正激式：在开关元件导通时传递能量；,图5-22 正激式和反激式开关电源 a）正激式 b）反激式,与串联型线性电源相比，开关电源的主要优点是效率高；调整管功耗低，不需要较大的散热器；用轻量的高频变压器替代笨重的工频变压器，体小量轻。, 开关电源中的开关元件,开关元件是关键元件，要求高频，大电流，通态电压低，驱动控制简单等，目前常用MOSFET、VMOS和IGBT，小功率开关电源也使用双极型晶体管，其中以IGBT最为理想。, 开关电源与线性电源性能比较,表5-1 开关电源与线性电源性能比较,
