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1、第十章 直流电源110.1 直流电源的组成直流电源的组成10.2 单相整流电路单相整流电路10.4 稳压管稳压电路稳压管稳压电路10.5 串联型稳压电路串联型稳压电路10.6 开关型稳压电路开关型稳压电路10.3 滤波电路滤波电路2直流电源的组成及各部分的作用改变电压值改变电压值通常为降压通常为降压交流变脉交流变脉动的直流动的直流减小脉动减小脉动1) 负载变化输出电压负载变化输出电压基本不变；基本不变；2) 电网电压变化输出电网电压变化输出电压基本不变。电压基本不变。 直流电源是能量转换电路，将直流电源是能量转换电路，将220V（或或380V）50Hz的的交交流电转换为直流电。流电转换为直流电
2、。半波整流半波整流全波整流全波整流 在分析电源电路时要特别考虑的两个问题：允许电网电在分析电源电路时要特别考虑的两个问题：允许电网电压波动压波动10，且负载有一定的变化范围。，且负载有一定的变化范围。310.110.1 直流电源的组成10.210.2 单相整流电路一、一、对整流电路要研究的问题对整流电路要研究的问题二、单相桥式整流电路二、单相桥式整流电路三、单相桥式整流电路三、单相桥式整流电路4一、对整流电路要研究的问题1. 电路的工作原理：即即二二极极管管工工作作状状态态、电电路路波波形形的的分分析析2. 输出电压和输出电流平均值：即即输输出出脉脉动动直直流流电电压压和和电流平均值的求解方法
3、电流平均值的求解方法3. 整流二极管的选择：即即二二极极管管承承受受的的最最大大整整流流平平均均电电流流和最高反向工作电压的分析和最高反向工作电压的分析为分析问题简单起见，设二极管为理想二极管，变压器内阻为为分析问题简单起见，设二极管为理想二极管，变压器内阻为0。整流二极管的伏安特性：整流二极管的伏安特性：实际特性实际特性理想化特性理想化特性 理理想想二二极极管管的的正正向向导导通通电电压压为为0，即即正正向向电电阻阻为为0；反反向向电电流流为为0，即即反反向向电电阻阻为为无无穷穷大。大。5二、单相半波整流电路1. 工作原理u2的正半周，的正半周，D导通，导通， ADRLB，uO= u2 。
4、u2的负半周，的负半周，D截止，承受反向电压，为截止，承受反向电压，为u2； uO=0。62.2. UO（AV）和 IL（AV）的估算 已知变压器副边电压有效值为已知变压器副边电压有效值为U2 考考虑虑到到电电网网电电压压波波动动范范围围为为10，二极管的极限参数应满足：，二极管的极限参数应满足： （3）二极管的选择）二极管的选择7三、单相桥式整流电路u2的正半周的正半周 AD1RLD3B，uO= u2u2的负半周的负半周 B D2RLD4 A，uO= -u2四只管子如何接？四只管子如何接？ 集集成成的的桥桥式式整整流流电路称为整流堆。电路称为整流堆。1. 工作原理若接反了呢？若接反了呢？82
5、. 输出电压和电流平均值的估算93. 二极管的选择 考考虑虑到到电电网网电电压压波波动动范范围围为为10，二极管的极限参数应满足：，二极管的极限参数应满足： 与半波整与半波整流电路对流电路对二极管的二极管的要求相同要求相同1010.3 滤波电路一、电容滤波电路一、电容滤波电路二、电感滤波电路二、电感滤波电路三、倍压整流电路三、倍压整流电路11一、电容滤波电路1. 工作原理充电充电放电速度与正弦放电速度与正弦波下降速度相似波下降速度相似按指数规律下降按指数规律下降滤波后，输出电压平均值增大，脉动变小。滤波后，输出电压平均值增大，脉动变小。 C 越大，越大， RL越大，越大，越大，越大，放电越慢，
6、曲线越平滑，脉动放电越慢，曲线越平滑，脉动越小。越小。考虑整流电路的内阻考虑整流电路的内阻122. 二极管的导通角导通角导通角 无滤波电容时无滤波电容时。 有有滤滤波波电电容容时时 ILmax ILmin（3）限流电阻的选择限流电阻的选择 保证稳压管既稳压又不损坏。保证稳压管既稳压又不损坏。电网电压最低且负载电流最大时，稳压管的电流最小。电网电压最低且负载电流最大时，稳压管的电流最小。电网电压最高且负载电流最小时，稳压管的电流最大。电网电压最高且负载电流最小时，稳压管的电流最大。为减小为减小Sr,取取值矛盾值矛盾!2210.5 串联型稳压电路一、一、基本调整管稳压电路基本调整管稳压电路二、二、
7、具有放大环节的串联型稳压电路具有放大环节的串联型稳压电路三、集成稳压器（三端稳压器）三、集成稳压器（三端稳压器）23为了使稳压管稳压电路输出大电流，需要加晶体管放大。为了使稳压管稳压电路输出大电流，需要加晶体管放大。稳压原理：电路引入稳压原理：电路引入电压负反馈电压负反馈电压负反馈电压负反馈，稳定输出电压。，稳定输出电压。一、基本调整管稳压电路 不不管管什什么么原原因因引引起起UO变变化化，都都将将通通过过UCE的的调调节节使使UO稳稳定定，故故称称晶晶体管为调整管。体管为调整管。 若若要要提提高高电电路路的的稳稳压压性性能能，则则应应加加深深电电路路的的负负反反馈馈，即即提提高高放放大大电电
8、路的放大倍数。路的放大倍数。241. 稳压原理：若由于某种原因使：若由于某种原因使UO增大增大2. 输出电压的调节范围同相比例同相比例运算电路运算电路则则 UO UN UB UO二、具有放大环节的串联型稳压电路253. 串联型稳压电路的基本组成及其作用调整管调整管取样电阻取样电阻调调整整管管：是是电电路路的的核核心心，UCE随随UI和和负负载载产产生生变变化化以稳定以稳定UO。比较放大比较放大基准电压基准电压基基准准电电压压：是是UO的的参参考考电压。电压。取样电阻取样电阻： 对对UO 的取样，与基准电压共同决定的取样，与基准电压共同决定UO 。比比较较放放大大：将将UO 的的取取样样电电压压
9、与与基基准准电电压压比比较较后后放放大大，决决定定电路的稳压性能。电路的稳压性能。264. 串联型稳压电源中调整管的选择IEmaxIR1ILmax ILmax ICMUCEmaxUImax UOmin U(BR)CEO PTmax IEmax UCEmax PCM根据极限参数根据极限参数ICM、 U(BR)CEO、PCM 选择调整管！选择调整管！应考虑电网电压的波动和负载电流的变化！应考虑电网电压的波动和负载电流的变化！27三、集成稳压器（三端稳压器）输出电压：输出电压：5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V输出电流：输出电流：1.5A（W7800）、）、0.5A （W78M00）、
10、）、0.1A（W78L00）1. W7800系列（1）简介）简介28（2）基本应用消除高频噪声消除高频噪声使使Co不通过不通过稳压器放电稳压器放电抵销长线电感效应，抵销长线电感效应，消除自激振荡消除自激振荡 将输入端接整流滤波电路的输出，将输出端接负将输入端接整流滤波电路的输出，将输出端接负载电阻，构成串类型稳压电路。载电阻，构成串类型稳压电路。29（3） 输出电流扩展电路 为使负载电流大于三端稳压器的输出电流，可采为使负载电流大于三端稳压器的输出电流，可采用射极输出器进行电流放大。用射极输出器进行电流放大。很小很小三端稳压器的输出电压三端稳压器的输出电压若若UBE= UD，则，则二极管的作用
11、：消除二极管的作用：消除UBE对对UO的影响。的影响。30（4）输出电压扩展电路IW为几为几mA，UO与三端与三端稳压器参数有关。稳压器参数有关。隔离作用隔离作用基准电压基准电压312. 基准电压源三端稳压器 W117 输出电压输出电压UREF1.25V，调整端电流只有几微安。，调整端电流只有几微安。减小纹波电压减小纹波电压保护保护稳压器稳压器3210.6 开关型稳压电路一、一、开关型稳压电路的特点和基本原理开关型稳压电路的特点和基本原理二、二、串联开关型稳压电路串联开关型稳压电路三、三、并联开关型稳压电路并联开关型稳压电路33一、开关型稳压电源的特点及基本原理 线性稳压电源：结结构构简简单单
12、，调调节节方方便便，输输出出电电压压稳稳定定性性强强，纹纹波波电电压压小小。缺缺点点是是调调整整管管工工作作在在甲甲类类状状态态，因因而而功功耗耗大大，效效率率低低（2049）；需需加加散散热热器器，因因而而设备体积大，笨重，成本高。设备体积大，笨重，成本高。 若若调调整整管管工工作作在在开开关关状状态态，则则势势必必大大大大减减小小功功耗耗，提提高高效效率率，开开关关型型稳稳压压电电源源的的效效率率可可达达7095。体体积积小小，重重量量轻轻。适适于于固固定定的的大大负负载载电电流流、输输出出电电压压小小范范围围调调节节的的场合。场合。34构成开关型稳压电源的基本思路: 将交流电经变压器、整
13、流滤波得到直流电压将交流电经变压器、整流滤波得到直流电压 控制调整管按一定频率开关，得到矩形波控制调整管按一定频率开关，得到矩形波 滤波，得到直流电压滤波，得到直流电压引入负反馈，控制占空比，使输出电压稳定。引入负反馈，控制占空比，使输出电压稳定。ACDCACDC35二、串联开关型稳压电路 T截止，截止， D导通，导通， uE UD ；L 释放能释放能量，量，C 放电。放电。T、D 均工作在开关状态。均工作在开关状态。 T饱和导通，饱和导通， D截止，截止，uE UI；L 储能，储能，C 充电。充电。uBUH时时uBUL时时1. 电路组成及工作原理362. 波形分析及输出电压平均值关键技术：大
14、功率高频管，高质量磁性材料关键技术：大功率高频管，高质量磁性材料稳压原理：若某种原因使输出电压升高，则应减小占空比。稳压原理：若某种原因使输出电压升高，则应减小占空比。373. 稳压原理脉冲宽度调制式：脉冲宽度调制式：PWM电路作用：电路作用： UO Ton UO 其它控制方式：其它控制方式：脉冲频率调制式：脉冲频率调制式： UO T（脉宽不变）（脉宽不变） UO 混合调制式：混合调制式： UO T Ton UO 在串联开关型稳压电路中在串联开关型稳压电路中 UO UI，故为降压型电路。故为降压型电路。38三、并联开关型稳压电路（升压型） T截止，截止，L产生感生电产生感生电动势，动势， D导
15、通；导通； UI与与L所所产生的感生电动势相加对产生的感生电动势相加对C 充电充电。 T饱和导通，饱和导通， L 储能，储能， D截止截止，C 对负载放电。对负载放电。uBUH时时uBUL时时 要研究调整管在饱和导通和要研究调整管在饱和导通和截止状态下电路的工作情况。截止状态下电路的工作情况。1. 工作原理392. 输出电压 只只有有L足足够够大大，才才能能升升压压；只只有有C足足够够大大，输输出出电电压交流分量才足够小压交流分量才足够小! 在在周周期期不不变变的的情情况况下下，uB占占空空比比越越大大，输输出出电电压压平平均均值越高。值越高。4041The End, Thanks a Lot!
