第十章直流电源 10

1、第十章 直流电源10.1 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10.110.1 直流电源的组成直流电源的组成及各部分的作用直流电源的组成及各部分的作用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

2、换电路，将220V（或或380V）50Hz的的交流电转换为直流电。交流电转换为直流电。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。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、单相半波整流电路二、单相半波整流电路三、单相桥式整流电路三、单相桥式整流电路一、对整流电路要研究的问题1. 电路的工作原理：即二极管工作状态、电路波形的分析：即二极管工作状态、电路波形的分析2. 输出电压和输出电流平均值：即输出脉

3、动直流电压和：即输出脉动直流电压和电流平均值的求解方法电流平均值的求解方法3. 整流二极管的选择：即二极管承受的最大整流平均电流：即二极管承受的最大整流平均电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 理想二极管的正向导通理想二极管的正向导通电压为电压为0，即正向电阻为，即正向电阻为0；反向电流为；反向电流为0，即反，即反向电阻为无穷大。向电阻为无穷大。二、单相半波整流电路1. 工作原理u2的正半

4、周，的正半周，D导通，导通， ADRLB，uO= u2 。 2uu2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。2u2. 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) (d sin2212 0 O(AV)ttUUL2LO(AV)L(AV)45. 0RURUIL2L(AV)D(AV)45. 0RUII2maxR2UU2RL2F21 . 1 45. 01 . 1 UURUI22O(AV)45. 02UUU 考虑到电网电压波动范围为考虑到电网电压波动范围为10，二极管的极限参数应满，二极管的极限参数应满足

5、：足： （3）二极管的选择）二极管的选择三、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？ 集成的桥式整流电集成的桥式整流电路称为整流堆。路称为整流堆。1. 工作原理uOu2OO若接反了呢？若接反了呢？2. 输出电压和电流平均值的估算) (d sin21 0 2O(AV)ttUUL2LO(AV)L(AV)9 . 0RURUI22O(AV)9 . 022UUU3. 二极管的选择2maxR2UUL2L(AV)D(AV)45. 02RUII2RL2F21 . 1 45. 01 . 1 UU

6、RUI 考虑到电网电压波动范围为考虑到电网电压波动范围为10，二极管的极限参数应满，二极管的极限参数应满足：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一、电容滤波电路1. 工作原理非常小。，对电容充电，时，有一对二极管导通当充电 2Cuu。放电，电容通过时，所有二极管均截止当放电CRRuuCLL2 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，曲线越平滑，脉动放电越慢，曲线越平滑，脉动越小

7、。越小。考虑整流电路的内阻考虑整流电路的内阻10.3 滤波电路2. 二极管的导通角导通角导通角的峰值脉动放电DO(AV)LiURC 无滤波电容时无滤波电容时。 有滤波电容时有滤波电容时 ，且二，且二极管平均电流增大，故其峰极管平均电流增大，故其峰值很大！值很大！小到一定程度，难于选择二极管！小到一定程度，难于选择二极管！。时，当2O(AV)L2 . 12)53(UUTCR。的耐压值应大于221 . 1UC 简单易行，简单易行，UO（AV）高，高，C 足够大时足够大时交流分量较小；交流分量较小；不适于大电流负载。不适于大电流负载。3. 电容的选择及UO（AV）的估算4. 优缺点整流桥的整流桥的简

8、化画法简化画法稳压管稳压管稳压电路稳压电路开关型开关型稳压电路稳压电路线性线性稳压电路稳压电路常用稳压电路常用稳压电路( (小功率设备小功率设备) )以下主要讨以下主要讨论线性稳压论线性稳压电路。电路。电路最简单，电路最简单，但是带负载能但是带负载能力差，一般只力差，一般只提供基准电压，提供基准电压，不作为电源使不作为电源使用。用。效率较高，效率较高，目前用的也目前用的也比较多，但比较多，但因学时有限，因学时有限，这里不做介这里不做介绍。绍。10.2 稳压管稳压电路(自学)10.3 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、具有放大环节的串联型稳压电路具有放大环节的串联

9、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）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，稳定输出电压。，稳定输出电压。OL)1 (IIBEZOUUU一、基本调整管稳压电路CEIOUUU 不管什么原因引起不管什么原因引起UO变化，都将变化，都将通过通过UCE的调节使的调节使UO稳定，故称晶体稳定，故称晶体管为调整管。管为调整管。 若要提高电路的稳压性能，若要提高电路的稳压性能，则应加深电路的负反馈，即提则应加深电路的负反馈，即提高放大电路的放大倍数。高放大电路的放大倍数。1. 稳压

10、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Z3321OZ32321URRRRUURRRRR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3. 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：是电路的核：是电路的核心，心，UCE随随UI和负载和负载产生变化以稳定产生变化以稳定UO。比较放大比较放大基准电压基准电压：是：是UO的的参考电压。参考电压。： 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 。：将：将UO 的取样电压与基准电压比较后放大，决定的取样电压与基准电压比较后放大，决

11、定电路的稳压性能。电路的稳压性能。4. 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！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）、）、0.1A（W78L00）1. W7800系列（1）简

12、介）简介（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。（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。)(1 (ROLIII很小很小BEDOOUUUU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OOUU二极管的作用：消除二极管的作用：消除UBE对对UO的影响。的影响。（4）输出电压扩展电路2WO12O)1 (