第8章 直流稳压电源

1、 1、掌握稳压电源的组成及类型；、掌握稳压电源的组成及类型；2、了解整流、滤波的原理；、了解整流、滤波的原理；3、了解稳压管、三端集成稳压器、了解稳压管、三端集成稳压器、串联型稳压电源、开关型稳压电串联型稳压电源、开关型稳压电源的特点及应用。源的特点及应用。 u4uou3u2u18.1 8.1 直流稳压电源的组成直流稳压电源的组成各组成部分的作用：各组成部分的作用：1 1、电源变压器：利用降压的变压器，将电网电压（电源变压器：利用降压的变压器，将电网电压（220V220V、50Hz50Hz）变换成合适的交流电压。变换成合适的交流电压。2 2、整流电路：利用二极管的单向导电性，将交流电压变换整流

2、电路：利用二极管的单向导电性，将交流电压变换成脉动的直流电。成脉动的直流电。3 3、滤波电路：利用电容、电感等储能元件，将整流电路输滤波电路：利用电容、电感等储能元件，将整流电路输出的单向脉动电压中的交流成分滤除掉，变成比较平滑的出的单向脉动电压中的交流成分滤除掉，变成比较平滑的直流电压输出。直流电压输出。4 4、稳压电路：利用电路自动调整的原理，使输出电压在电稳压电路：利用电路自动调整的原理，使输出电压在电网电压或负载电流变化或二者均发生变化时保持稳定。网电压或负载电流变化或二者均发生变化时保持稳定。8.2 8.2 单相整流电路单相整流电路一一、单相半波整流电路、单相半波整流电路u u2 2

3、 0 0 时，二极管时，二极管导通。导通。i iL Lu u1 1u u2 2a aT Tb bD DR RL Lu uo o忽略二极管正忽略二极管正向压降：向压降：u uo o= =u u2 2u u2 20 I Io(AV)o(AV)二、二、 单相全波整流电路单相全波整流电路D D1 1- -u u1 1u u2 2a aT Tb bR RL Lu uo oD D2 2u u2 2i iL L+ +- -+ +- -+ +U Uo(AV)o(AV) 0.9U 0.9U2 2输出电压脉动成分减小，变压器利用率不高，二极管承受反压高。输出电压脉动成分减小，变压器利用率不高，二极管承受反压高。三

4、、单相桥式整流电路三、单相桥式整流电路u u2 20 0 时时D D1 1, ,D D2 2导通导通 D D3 3, ,D D4 4截止截止 电流通路电流通路: : A A D D1 1R RL LD D2 2B Bu u2 20 0 时时D D3 3, ,D D4 4导通导通 D D1 1,D,D2 2截止截止 电流通路电流通路: : B B D D3 3R RL LD D4 4A A输出是脉动的直流电压！输出是脉动的直流电压！u u2 2u uD D4 4, ,u uD D3 3u uD D2 2, ,u uD D1 1u u2 2D D4 4D D3 3D D1 1D D2 2R RL

5、Lu uo oA AB Bu uo oU Uo(AV)o(AV) 0.9U 0.9U2 2二极管承受反压为二极管承受反压为22U几种常见的硅整流桥外形：几种常见的硅整流桥外形： + + A C - A C - + - + -+ -+ -8.3 8.3 滤波电路滤波电路作用：作用：将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。一、一、电容滤波电路电容滤波电路原理：原理：利用储能元件电容两端电压不能突变和电利用储能元件电容两端电压不能突变和电感中电流不能突变的特点，将感中电流不能突变的特点，将电容和负载电阻并电容和负载电阻并联或电感与负载电阻串联联或电感与负载电阻串联，可

6、以组成，可以组成RCRC或或LCLC滤波滤波电路。电路。工工作作原原理理RLuoau1u2u1bD4D3D1D2SC+-+-+-1 1）R RL L未接入时未接入时( (忽略整流电路内阻忽略整流电路内阻) )u u2 2t tu uo ot t设设t t1 1时刻时刻接通电源接通电源t t1 1整流电路为整流电路为电容充电电容充电充电结束充电结束没有电容时没有电容时的输出波形的输出波形aRLuou1u2u1bD4D3D1D2SC+-+-+-2 2）R RL L接入（且接入（且R RL LC C较大）时较大）时 ( (忽略整流电路内阻忽略整流电路内阻) )u u2 2t tu uo ot t电容

7、通过电容通过R RL L放电放电，在整流电，在整流电路电压路电压小于小于电容电压时，二电容电压时，二极管截止，整流电路不为电极管截止，整流电路不为电容充电，容充电，u uo o会逐渐下降会逐渐下降。iDaRLuou1u2u1bD4D3D1D2SC+-+-+-只有整流电路输出电压只有整流电路输出电压大大于于u uo o( (u uc c) )时，才有时，才有充电充电电流电流i iD D 。因此整流电路的输出。因此整流电路的输出电流是脉冲波。电流是脉冲波。u2t可见，采用电容滤波时，整可见，采用电容滤波时，整流管的导通角较小。流管的导通角较小。uot整流电路的输整流电路的输出电流出电流i iD D

8、2 2、特点：、特点：1 1）加了电容滤波电路后，输出电压的直流成分提高了，脉加了电容滤波电路后，输出电压的直流成分提高了，脉动成分降低了。动成分降低了。2 2）R RL LC C越大，放电过程越慢，则输出电压越高，同时脉越大，放电过程越慢，则输出电压越高，同时脉动成分越小，滤波效果越好。动成分越小，滤波效果越好。3 3）R RL L=（开路）时，（开路）时，U Uo(AV)o(AV)= = 电容滤波电路适用于负载电流较小且变化范围不大的场电容滤波电路适用于负载电流较小且变化范围不大的场合合。22U3 3、输出电压平均值、输出电压平均值U Uo(AV)o(AV) 1.2U 1.2U2 24 4

9、、参数选择、参数选择2)53(TCRL电容耐压应大于电容耐压应大于22U1型型RC滤波电路滤波电路二、其他二、其他滤波电路滤波电路2电感滤波电路和电感滤波电路和LC滤波电路滤波电路 二、其他二、其他滤波电路滤波电路2电感滤波电路和电感滤波电路和LC滤波电路滤波电路 二、其他二、其他滤波电路滤波电路一、电路组成：一、电路组成：U Uo oR Ru u2 2u u1 1C CR RL LD D+ +- -+ + +- - -U UI II IR RI IZ ZI IL L桥式整流桥式整流电容滤波电容滤波稳压电路稳压电路8.4 稳压管稳压电路稳压管稳压电路 作用：作用：利用自动调整的原理，使输出电压

10、在电网电利用自动调整的原理，使输出电压在电网电压或负载电流变化或二者均发生变化时保持稳定。压或负载电流变化或二者均发生变化时保持稳定。 U UZ ZI II IZminZminI IZ ZU UZ ZU U二、稳压原理：二、稳压原理：由图知：由图知：U UI I= =U UR R+ +U UO O I IR R= =I IZ Z+ +I IL LR Ru u2 2u u1 1C CR RL LD D+ +- -+ + +- - -U UI II IR RI IZ ZI IL LU Uo o稳压管工作在稳压区，管稳压管工作在稳压区，管子两端电压基本稳定在子两端电压基本稳定在U UZ Z. .当电

11、网电压波动时：当电网电压波动时： （R RL L不变）不变）R Ru u2 2u u1 1C CR RL LD D+ +- -+ + +- - -U UI II IR RI IZ ZI IL LU Uo oU Uo o电网电压电网电压U UI IU Uo o ( (U UZ Z) ) I IZ ZI IR RU UR RU Uo o基本不变基本不变 当电网电压变化时，稳压电路通过限流电阻当电网电压变化时，稳压电路通过限流电阻R R上电压的上电压的变化来抵消变化来抵消U UI I的变化，即的变化，即U UR RU UI I，从而使，从而使U Uo o基本不变。基本不变。 当负载变化时：当负载变化

12、时： （U UI I不变）不变）R Ru u2 2u u1 1C CR RL LD D+ +- -+ + +- - -U UI II IR RI IZ ZI IL LU Uo oU Uo oI IL LU Uo o ( (U UZ Z) ) I IZ ZI IR RU UR RU Uo o基本不变基本不变R RL LI IR RU UR R 用用I IZ Z的减小来补偿的减小来补偿I IL L的增大，最终使的增大，最终使I IR R基本保持不变，从基本保持不变，从而输出电压而输出电压U Uo o也维持基本稳定。也维持基本稳定。 因此，限流电阻必不可少，利用稳压管所起的电流调节因此，限流电阻必不

13、可少，利用稳压管所起的电流调节作用，通过限流电阻上电压或电流的变化进行补偿，来达到作用，通过限流电阻上电压或电流的变化进行补偿，来达到稳压的目的。稳压的目的。注意选择限流电阻的大小。注意选择限流电阻的大小。v输出电流不超过输出电流不超过 1. 5 A（加散热器）（加散热器）v不需要外接元件不需要外接元件v内部有过热保护内部有过热保护v内部有过流保护内部有过流保护v调整管设有安全工作区保护调整管设有安全工作区保护v输出电压容差为输出电压容差为 4% 输出电压额定值有输出电压额定值有: 5V、6V、9V、12V 、 15V、 18V、 24V等等 。1 1、W7800W7800系列稳压器接线图系列

14、稳压器接线图+ +_ _W7805W7805U UI I+ +_ _U Uo o1 13 32 2C CI I0.110.11 F FC Co o1 1 F F+10V+10V+5V+5V注意：一般注意：一般U UI I要比要比U UO O大大3-5V3-5V，才能保证集成稳压才能保证集成稳压器工作在线性区。器工作在线性区。二、集成稳压电路的应用二、集成稳压电路的应用抵消输入线电感效抵消输入线电感效应，防止自激振荡应，防止自激振荡消除输出电压中的消除输出电压中的高频噪声高频噪声2 2、W7900W7900系列稳压器接线图系列稳压器接线图+ +W7905W7905U UI I+ +U Uo o2

15、 23 31 1C CI I0.110.11 F FC Co o1 1 F F-10V-10V-5V-5V二、集成稳压电路的应用二、集成稳压电路的应用u u2 2u u1 1 C C1 1300300 F FU U1 1=220V=220VU U2 2=8V=8VU UC1C1=1.2 U=1.2 U2 2 =9.6V =9.6VU Uo o=5V=5V+ +_ _C Co oW7805W7805+ +_ _U Uo o1 13 32 21 1 F FR RL LC CI I1 1 F F二、集成稳压电路的应用二、集成稳压电路的应用3 3、实际应用接线图、实际应用接线图+0.33 F)V1(25112ORR.U COW317CiUi+_+_UO321 AdjR1R2240 1F0.1F8.6串联型稳