直流稳压电源

1、模块四模块四 直流稳压电源直流稳压电源电视机电路板电视机电路板电源部分模块四模块四 直流稳压电源直流稳压电源任务任务1 1 变压、整流、滤波的工作原理及稳变压、整流、滤波的工作原理及稳压电路压电路任务任务2 2 直流稳压电源的制作及故障维修直流稳压电源的制作及故障维修任务任务3 3 放大对了的装接、检测放大对了的装接、检测一、一、 整流滤波电路整流滤波电路1.1.电路与工作原理电路与工作原理二极管导通，二极管导通， 为突出主要问题，把二极管看作理想元件，即二极管的为突出主要问题，把二极管看作理想元件，即二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大，且忽略变压器内阻。正向导通电阻为零，反向电阻为无

2、穷大，且忽略变压器内阻。二极管截止二极管截止, u2 0 时时:u20 时时:u20时时:1、电路工作原理、电路工作原理变压器副边中心抽头，变压器副边中心抽头，感应出两个相等的电压感应出两个相等的电压u2D1导通，导通，D2截止。截止。D2导通，导通，D1截止。截止。任务任务1 1 变压、整流、滤波的工作原理变压、整流、滤波的工作原理u1u2aTbD1RLuoD2u2io2、单相全波整流电压波形、单相全波整流电压波形+忽略二极管正向压降忽略二极管正向压降u2uouD1 t 2 3 4 0uD2222 U任务任务1 1 变压、整流、滤波的工作原理变压、整流、滤波的工作原理3、输出电压、电流、输出

3、电压、电流u1u2aTbD1RLuoD2u2iouo 2 0 t( ) 01tduUoo( ) 01tdsin t22U229. 02UU2（2）输出电流平均值（）输出电流平均值（Io )（1）输出电压平均值（）输出电压平均值（Uo）LLOORURUI29 . 0任务任务1 1 变压、整流、滤波的工作原理变压、整流、滤波的工作原理4、二极管上的平均电流及承受的最高反向电压：、二极管上的平均电流及承受的最高反向电压：二极管上的二极管上的平均电流：平均电流：oDII21uD 2 0 tDRM22UU 2二极管承受的二极管承受的最高反向电压最高反向电压：return任务任务1 1 变压、整流、滤波的

4、工作原理变压、整流、滤波的工作原理1、电路组成：由四个二极管组成桥式电路、电路组成：由四个二极管组成桥式电路(三三) 单相桥式整流电路单相桥式整流电路桥式整流电路桥式电路另一种画法桥式电路简单画法任务任务1 1 变压、整流、滤波的工作原理变压、整流、滤波的工作原理+u1u2TD3D2D1D4RLuou20 0时时D1 、D4导通，导通， D2、D3截止截止2 2、桥式电流通路桥式电流通路任务任务1 1 变压、整流、滤波的工作原理变压、整流、滤波的工作原理u20 0时时D2、D3 导通，导通， D1 、D4截止截止-+u0u1u2TD3D2D1D4RL2 2、桥式电流通路桥式电流通路输出电压与全

5、波整流相同。任务任务1 1 变压、整流、滤波的工作原理变压、整流、滤波的工作原理3 3、整流电路的主要参数、整流电路的主要参数 负载电压负载电压 Uo的平均值为的平均值为:负载上的负载上的(平均平均)电流电流:LoRUIo(1)整流输出电压的平均值整流输出电压的平均值uo 2 0 t201()2OoUu dt任务任务1 1 变压、整流、滤波的工作原理变压、整流、滤波的工作原理 S定义：定义：整流输出电压的基波整流输出电压的基波峰值峰值Uo1M与与Uo平均值平均值之比。之比。 S越小越好。越小越好。（2）脉动系数）脉动系数6703222324221.UUUUSoMouo 2 0 t任务任务1 1

6、 变压、整流、滤波的工作原理变压、整流、滤波的工作原理平均电流平均电流(ID)与反向峰值电压与反向峰值电压(UDRM)是选择整流管是选择整流管的主要依据。的主要依据。22UURM例如：例如： 在桥式整流电路中，每个二极管只有半周导通。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因此，流过每只整流二极管的平均电流 ID是负载平均电是负载平均电流的一半。流的一半。二极管截止时两端承受的最大反向电压：二极管截止时两端承受的最大反向电压：(3)二极管平均电流与反向峰值电压二极管平均电流与反向峰值电压（选购时：二极管额定电流（选购时：二极管额定电流 2ID)（选购时：（选

7、购时：最大反向电压最大反向电压 2URM)ODII21return任务任务1 1 变压、整流、滤波的工作原理变压、整流、滤波的工作原理滤波电路的结构特点滤波电路的结构特点: 电容与负载电容与负载 RL 并联，或并联，或电感与负载电感与负载RL串联。串联。交流交流电压电压脉动脉动直流电压直流电压整流整流滤波滤波纹波纹波直流电压直流电压RLLRLC二二 滤波电路滤波电路return任务任务1 1 变压、整流、滤波的工作原理变压、整流、滤波的工作原理以单向桥式整流电容滤波电路为例进行分以单向桥式整流电容滤波电路为例进行分析，其电路如图所示。析，其电路如图所示。1、电容滤波电路组成与工作原理、电容滤波

8、电路组成与工作原理a桥式整流电容滤波电路桥式整流电容滤波电路u1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC（一）（一） 电容滤波电路电容滤波电路return任务任务1 1 变压、整流、滤波的工作原理变压、整流、滤波的工作原理（1）空载时：）空载时：设初始电容电压uC=0，t=0时接通电源。 u2分别通过V1、V3（正半周），V2、V4（负半周）给电容C充电。由于没有放电电路，电容C很快被u2充至峰值。22UuuCo任务任务1 1 变压、整流、滤波的工作原理变压、整流、滤波的工作原理 u2至至 u2uC，u2对电容充电，对电容充电，uo= uC u2u2至至 u2 uC ，二极管承受反向电压而截止。

9、二极管承受反向电压而截止。电容电容C通过通过RL放电，放电， uC按指数按指数规律下降，时间常数规律下降，时间常数 = RL C（2）带电阻负载时：）带电阻负载时：uou2uot任务任务1 1 变压、整流、滤波的工作原理变压、整流、滤波的工作原理u2t只有整流电路输只有整流电路输出电压大于出电压大于uc时，时，才有充电电流。才有充电电流。因此二极管中的因此二极管中的电流是脉冲波。电流是脉冲波。二极管中的二极管中的电流电流uotiD（3）二极管的电流）二极管的电流任务任务1 1 变压、整流、滤波的工作原理变压、整流、滤波的工作原理一般取一般取)105(TCRL-(T:电源电压的周期电源电压的周期

10、)近似估算近似估算: Uo=1.2U2(b) 流过二极管瞬时电流很大流过二极管瞬时电流很大RLC 越大越大 Uo越高越高负载电流的平均值越大负载电流的平均值越大 ; 整流管导电时间越短整流管导电时间越短 iD的峰值电流越大的峰值电流越大2、电容滤波电路的特点、电容滤波电路的特点(a) 输出电压平均值输出电压平均值Uo与时间常数与时间常数 RLC 有关有关RLC 愈大愈大 电容器放电愈慢电容器放电愈慢 Uo(平均值平均值)愈大愈大(c) 二极管承受的最高反向电压二极管承受的最高反向电压22UURMLOORUIreturn任务任务1 1 变压、整流、滤波的工作原理变压、整流、滤波的工作原理1、电路

11、结构、电路结构: 在桥式整流电路与负载间串入一电在桥式整流电路与负载间串入一电 感感L就构成了电感滤波电路。就构成了电感滤波电路。u2u1RLLuo（二）（二） 电感滤波电路电感滤波电路return任务任务1 1 变压、整流、滤波的工作原理变压、整流、滤波的工作原理对谐波分量对谐波分量: f 越高，越高，XL 越大越大,电压大部分降在电压大部分降在XL上。上。 因此，因此，在输出端得到比较平滑的直流电压。在输出端得到比较平滑的直流电压。Uo=0.9U2忽略电感线圈的直流电阻，输出平均电压约为：忽略电感线圈的直流电阻，输出平均电压约为：对直流分量对直流分量: XL=0 相当于短路相当于短路,电压

12、大部分降在电压大部分降在RL上上2、电感滤波原理、电感滤波原理任务任务1 1 变压、整流、滤波的工作原理变压、整流、滤波的工作原理（三）（三） 其他形式的滤波电路其他形式的滤波电路LC LC 型型滤波滤波器器LC LC 倒倒L L型型滤波器滤波器改善滤波特性的方法：改善滤波特性的方法：采取多级滤波采取多级滤波任务任务1 1 变压、整流、滤波的工作原理变压、整流、滤波的工作原理1 1、稳压电路的作用、稳压电路的作用: : 输入电压往往是不稳定的，但供电需要稳定的电输入电压往往是不稳定的，但供电需要稳定的电压。稳压电路的作用就是在一定范围内，将不稳定的输入压。稳压电路的作用就是在一定范围内，将不稳

13、定的输入电压，变成稳定的输出电压。电压，变成稳定的输出电压。三三 稳压电路稳压电路稳压稳压直流直流电压电压交流交流电压电压脉动脉动直流电压直流电压整流整流滤波滤波纹波纹波直流电压直流电压( (一一) ) 稳压电路的作用及参数稳压电路的作用及参数return任务任务1 1 变压、整流、滤波的工作原理变压、整流、滤波的工作原理2. 2. 稳压电路的主要性能指标稳压电路的主要性能指标稳压系数稳压系数0IIOO /TRLUUUUS常数输出电阻输出电阻00OOoI-TUIUR温度系数温度系数常数LRUTTUS0OI 任务任务1 1 变压、整流、滤波的工作原理变压、整流、滤波的工作原理 利用稳压二极管的利

14、用稳压二极管的反向击穿特性反向击穿特性。 硅稳压二极管稳压电路硅稳压二极管稳压电路1. 1. 稳压原理稳压原理（二（二) ) 稳压管稳压电路稳压管稳压电路稳压管反向特性陡直，稳压管反向特性陡直，较小的电压变化，就会较小的电压变化，就会引起较大的电流变化。引起较大的电流变化。RIUUUUURIRIZO=-ZLR+=IIIUIUOUZIZIRUR UO 任务任务1 1 变压、整流、滤波的工作原理变压、整流、滤波的工作原理2. 2. 主要指标主要指标（1）稳压系数S稳压管交流等效电路因为rZ很小，满足LZRr ZZLZLZIOrRrRrRRrUU/OIUUUUUUSZZIIOOrRr /稳压二极管的

15、动态电阻越小，稳压电阻稳压二极管的动态电阻越小，稳压电阻R越大越大，稳压性能越好（但会对稳压性能越好（但会对UiUi产生分压）。产生分压）。任务任务1 1 变压、整流、滤波的工作原理变压、整流、滤波的工作原理（3）限流电阻的选择）限流电阻的选择ZZOrRrr/（2）输出电阻）输出电阻rOLmaxZminZIminmax=IIUUR-LminZmaxZImaxmin=IIUUR-maxminRRR当输入电压最小为VImin，负载电流最大为Ilmax时，稳压管电流IZ最小，但不能小于Izmin。当输入电压最大为VImax，负载电流最小为Ilmin时，稳压管电流IZ最大，但不能超过IZmax.。注意

16、：稳压二极管在使用时，一定要串入限流电阻，稳压二极管在使用时，一定要串入限流电阻，不能使它的功耗超过规定值，否则会造成损坏！不能使它的功耗超过规定值，否则会造成损坏！任务任务1 1 变压、整流、滤波的工作原理变压、整流、滤波的工作原理（三）（三） 串联型稳压电路串联型稳压电路串联型稳压电源的构成：串联型稳压电源的构成：调整管、比较放大、基准电压、取样电路调整管、比较放大、基准电压、取样电路1、串联型稳压串联型稳压电路构成电路构成方框图任务任务1 1 变压、整流、滤波的工作原理变压、整流、滤波的工作原理UoUB2UBE2=（UB2-UZ）UC2 （UB1 ）Uo当当 UI 增加或输出电流减小而使

17、增加或输出电流减小而使 Uo升高时升高时2. 分立元件组成的串联式稳压电源分立元件组成的串联式稳压电源UC2 （UB1 ）（1 1）稳压原理）稳压原理任务任务1 1 变压、整流、滤波的工作原理变压、整流、滤波的工作原理 （2）输出电压及其调节范围）输出电压及其调节范围忽略忽略UBE2R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2OWWBEZURRRRRUU21222ZWWBEZWWOURRRRRUURRRRRU222122221)(因为所以ZWWOURRRRRU221minZWOURRRRU221maxOU任务任务1 1 变压、整流、滤波的工作原理变压、整流、滤波的工作原

18、理例：例：UI=18V，UZ=4V，R1=R2=RW=4.5k ，求输出电压的调节范围。求输出电压的调节范围。221ZWWOminURRRRRU4=6V4.54.54.54.5 4.5221ZWOmaxURRRRU4=12V4.54.54.54.5解：解：任务任务1 1 变压、整流、滤波的工作原理变压、整流、滤波的工作原理（1 1）稳压原理）稳压原理输入电压变化时输入电压变化时uiuOufuO1uCEuO实实质质电电压压负负反反馈馈负载电流变化时负载电流变化时ILuiuOufuOiuCEuO2. 集成运放组成的串联式稳压电源集成运放组成的串联式稳压电源任务任务1 1 变压、整流、滤波的工作原理

19、变压、整流、滤波的工作原理REF2321O)+(1=VRRRRu可见，调节可见，调节R2可以改变输出电压。可以改变输出电压。根据根据“虚短虚短”ufVREFoVo32132f=uFuRRRRRu VREFVfoFVFuu（2 2）输出电压调节范围的计算）输出电压调节范围的计算任务任务1 1 变压、整流、滤波的工作原理变压、整流、滤波的工作原理四四 三端集成稳压电路三端集成稳压电路输 出 电 压 固 定 的 三 端 集 成 稳 压 器输 出 电 压 固 定 的 三 端 集 成 稳 压 器 （正电压（正电压 78 、负电压、负电压 79 ）1231231端端: 输入端输入端2端端: 公共端公共端3

20、端端: 输出端输出端78系列79系列1端端: 公共端公共端2端端: 输入端输入端3端端: 输出端输出端return任务任务1 1 变压、整流、滤波的工作原理变压、整流、滤波的工作原理W78XX系列稳压器外形及典型接线图系列稳压器外形及典型接线图+_W78XXUI+_Uo132CI0.11 FCo1F使用时要防止公共端开路使用时要防止公共端开路！注意：注意：当公共端开路时，由于输出电压接近于当公共端开路时，由于输出电压接近于不稳定的输入电压，有可能使负载过压而损坏。不稳定的输入电压，有可能使负载过压而损坏。任务任务1 1 变压、整流、滤波的工作原理变压、整流、滤波的工作原理W7900系列稳压器外

21、形及典型接线图系列稳压器外形及典型接线图+W79XXUI+Uo231CI0.11 FCo1F任务任务1 1 变压、整流、滤波的工作原理变压、整流、滤波的工作原理五五 开关型稳压电路开关型稳压电路 开关电源的调整管工作在开关状态，调整管的功耗很低，电源效率高，可达60%到80%，甚至达到90%以上。 开关调整管、开关控制电路、滤波电路、稳压电路、保护电路开关稳压电路开关稳压电路组成：组成： 按开关调整管和负载的连接可分为串联型串联型和并联型并联型开关稳压电路。 分类：分类：return任务任务1 1 变压、整流、滤波的工作原理变压、整流、滤波的工作原理（一）（一） 串联型开关稳压电源串联型开关稳压电源 串联调整型开关稳压电源方框图任务任务1 1 变压、整流、滤波的工作原理变压、整流、滤波的工作原理