直流电源课件

1、第10章 直流电源10.2 整流电路10.3 滤波电路10.1 直流电源组成及各部分作用10.4 稳压二极管稳压电路10.5 串联型稳压电路重点掌握典型电路及工作原理第10章 直流电源10.2 整流电路10.3 滤波10.1 直流电源的组成及各部分作用1. 直流电源的用途电子系统的运行离不开稳定的电源。化学能电能太阳能电能交流电直流电10.1 直流电源的组成及各部分作用1. 直流电源的用途电电源变压器: 将交流电网220V的电压u1变为所需要的交流电压u2。整 流 电 路滤 波 电 路稳 压 电 路u1u2u3u4uo整 流 电 路滤 波 电 路稳 压 电 路整流电路: 将交流电压u2变为脉动

2、的直流电压u3。滤波电路: 将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4。稳压电路: 清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压uo的稳定。2. 直流电源的组成及各部分作用电源变压器: 将交流电网220V的电压u1变为所需要的交流10.2 整流电路整流电路的作用: 将交流电压转变为脉动的直流电压。 常见的整流电路： 单相半波整流、单相桥式整流分析时可把二极管当作理想元件处理： 二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。整流原理： 利用二极管的单向导电性10.2 整流电路整流电路的作用: 常见的整流电路：分析 +aTrDuou2bRLio+ uDuDO10.2.1 单相半波整流电路 u2 正半周

3、，uaub，D导通u2负半周，ua ub，uD2uD41. 工作原理uouDttRLu2iouo1234ab+ + u2二极管 D1、 D3 导通， D2、 D4 截止 。10.2.2 单相桥式整流电路u2正半周，ua ub，1. 工作原理RLu2iouo1234ab+ + 10.2.2 单相桥式整流电路uD1uD3u 负半周，ub ua，二极管 D2、 D4 导通， D1、 D3 截止 。在交流电压的整个周期内有电流流过负载uD2uD4uouDttu21. 工作原理RLu2iouo1234ab+ + （3）输出电压的脉动系数S（1）输出电压平均值（2）输出电流平均值2. 参数计算（3）输出电

4、压的脉动系数S（1）输出电压平均值（2）输出电流用傅氏级数对全波整流的输出 uo 分解后可得:用傅氏级数对全波整流的输出 uo 分解后可得:3. 整流二极管的选择选管时应满足：IF ID(AV) ， UR UDRmax（1）最大整流电流IF（2）最高反向电压UR二极管正向平均电流二极管的最大反向电压3. 整流二极管的选择选管时应满足：IF ID(AV)小结 与半波整流相比，在相同变压器副边电压下，对二极管参数要求相同，但输出电压高，变压器利用率高，脉动小。 所用二极管数量多。 可以实现正负电源。参见习题10.8小结 与半波整流相比，在相同变压器副边电压下，对二极管参数10.3 滤波电路交流电压

5、脉动直流电压整流滤波平滑直流电压滤波电路的结构:原理：储能元件电容两端的电压（或通过电感中的电流）不能突变的特性。电容滤波电路电感滤波电路电容与负载RL并联电感与负载RL串联方法：无源低通滤波。10.3 滤波电路交流脉动整流滤波平滑滤波电路的结构:原理Ouou2tOt10.3.1 电容滤波电路 u2 uC时，二极管导通，电源在给负载RL供电的同时也给电容充电， uC 增加，uo= uC 。+Cici +aDuou2bRLio= uC 1. 工作原理Ouou2tOt10.3.1 电容滤波电路 uOuou2tOt 10.3.1 电容滤波电路 u2 uC时，二极管导通，电源在给负载RL供电的同时也给

6、电容充电， uC 增加，uo= uC 。+C +aDuou2bRLio= uC 1. 工作原理 u2 (2-3) Io 3. 整流二极管的导通角流过二极管的瞬时电流很大。Ouou2tOtiDtO整流电路经电容滤波后，每只二极管的导通角小于。选管时一10.4 稳压管稳压电路稳压电路的性能指标稳压系数Sr ：输出电阻Ro ：表明电网电压波动对输出电压的影响表明负载电阻对稳压性能的影响10.4 稳压管稳压电路稳压电路的性能指标稳压系数Sr ：UIUZIR = IO + IDZ设UI一定，负载RL变化1. 工作原理稳压电路10.4 稳压管稳压电路UO = UZUI = UR + UO+UIRL+CIO

7、UO+IRRDZIDz+u2220V50HzIR( IO )RLIDZIRUO (UZ )URUR 基本不变UI一定UO 基本不变UIUZIR = IO + IDZ设UI一定，负载RL变化1UIUZ设负载RL一定， UI 变化10.4 稳压管稳压电路1. 工作原理IR = IO + IDZUO = UZUI = UR + UOUIIDZIRUR分压UO (UZ )UO+UIRL+CIOUO+IRRDZIDz+u2220V50Hz限流调压UIUZ设负载RL一定， UI 变化10.4 稳压管稳压电3. 限流电阻的选择 适用于输出电压固定、输出电流不大、且负载变动不大的场合。UIRRLDZ3. 限流

8、电阻的选择 适用于输出电压固定、输10.5 串联型稳压电路1、电路组成R1、R2、RW：取样电路，取 UOR3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2R、DZ：基准电压，组成稳压管稳压电路T1：调整管T2：比较放大管R3： T1偏置电阻，T2集电极电阻10.5 串联型稳压电路1、电路组成R1、R2、RW：取样UOUB2UBE2( = UB2-UZ）UC2=UB1UO2、稳压原理IB2IC2UBE1IB1IE1UCE2R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2UOUB2UBE2( = UB2-UZ）UC2=UB1UO2R3T1T2UZRRW1RW

9、2R1RWR2RLUO+_+_UIUB23、输出电压的确定和调节范围R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+UIUR3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB24、近一步分析 调整管T1连接成射极输出器形式。 带负载能力强电压串联负反馈 比较放大管T2加深电压负反馈。串联稳压电源的实质是利用深度电压负反馈稳定输出电压。R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+UIU串联式稳压电路由基准电压、比较放大、取样电路和调整元件四部分组成。T+_UIUO比较放大基 准取 样URFUO+_C2RL调整元件+5、串联型稳压电路方框图串联式稳压电路由基准电压、比较放

10、大、取样电路和调整元件四T+_UIUO比较放大基 准取 样URFUO+_C2RL调整元件+调整元件T：与负载串联，通过全部负载电流。可以是单个功率管，复合管或用几个功率管并联。比较放大器：可以是单管放大电路，差动放大电路，集成运算放大器。基准电压：可由稳压管稳压电路组成。取样电路：取出输出电压UO的一部分和基准电压相比较。T+UIUO比较放大基 准取 样URFUO+C2RL练习:试说明电路的调整管、取样电路、放大环节、基准电压电路各由哪些元件构成。说明电路的稳压原理。给出输出电压的表达式。RT1UZRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UI_+A练习:试说明电路的调整管、取样电路、放大环节、基准电压电路各UoUNUoUB调整管：T1；取样电路R1、R2、RW ； 放大环节：A；基准电压电路：R、UZ。(3) 输出电压：(2) 稳压原理：集成运放作放大环节的串联型稳压电路RT1UZRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UI_+AUoUNUoUB调整管：T1；取样电路R1、R2、RW ；(例: 串联型稳压电路如下图。稳压管DZ的稳定电压UZ=5.3V，电阻R1= R2=200。晶体管的UBE= 0