电子技术第09讲直流稳压电源

第九直流稳压电第九章直流稳压电§9.1直流稳压电源的组成和功§9.2单相整流电§9.3滤波电*§9.4倍压整流电路的工作原§9.5稳压电§9.6集成稳压电(9-§9.1直流稳压电源的组成路电源变压器:将交流电网电压u1变为合适的交流路整流电路:将交流电压u2变为脉动的直流电压u3滤波电路将脉动直流电压u3转变为平滑的直流稳压电路清除电网波动及负载变化的影响,保持(9-§9.2单相整流电整流电路的任务：把交流电压转变为直流脉动电压二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大(9-§9.2.1单相半波整流电路的工作原T iL

u20时，二极管 忽略二极管向压降 aRaRLu2<0时，二b

(9-aDRL (1)aDRL 二极管上的平均 流： = 二极管上承受的最高电压UM 输出电压平均值

U21Uo1

o0o

U

(9-例：求解相应参数并作

~220

+uD– RL

u

2

2Usin(t)d(t

iD=

0

ID

0.45U2

URM

(9-§9.2.2单相全波整流电au2RLau2RLb

输出电压波形 URM U二极管上的平均电流：IDuo平均值Uo：

1 (9-§9.2.3单相桥式整流电++u2-(9---u2+(9-桥式整流工作原输入正半 输入负半

uo

uo (9-波

iD= (9-参数估1整流输出电压平均1UO

0

2Usin(t)d(t22 U222

二极管平均电ID

2

UO

0.45U2Ro3oiD=oo 二极管最大反URM (9-+R+RLi+~o~ 整 在一起称为整流(9-几种常见的硅整流桥外形++~~+~- (9-§9.2.4整流电路的主一、整流输出电压的平均值与脉动系整流输出电压平均值全波整流时，负载电压Uo的平均值为1Uo 1

2πudto0o

0U2负载上的(平均)电流

RLRL(9-脉动系数S定义：整流输出电压的基波峰值Uo1m与平均值之比44用傅氏级数对全波整流的输出uo分解后可得44uo

2U2

t

t

SUo1m

2Uo

π(9-二、平均电流与反向峰值电例如：在桥式整流电路中，每个二极管只有半周ID是负载平均电流的一半。ID

2Io

0.45U二极管截止时两端承受的最大反向电压URM

(9-§9.3滤波电电电电滤波电路的结构特点:电容与负载RL并联，电感与负载RL串联感中的电流)不能突变的特性,滤掉整流电(9- 电容滤波电一、滤波原a b

S –(9-

b

S –RL未接入时(忽略整流电路内阻

充电结

t

(9-a b

–RL接入（且RLC较大）时(忽略整流电路内阻tt(9-tt(9-

SS 有充电电流iD。因t

输出电流t(9-

b

S –RL接入（且RLC较大）时(考虑整流电路内阻t整流电 t(9-二、电容滤波电路的特输出电压Uo与放电时间常数RLC有关RLC愈大电容器放电愈慢Uo(平均值)愈一般取τ

(35)2

(T:电源电压的周期近似估算:Uo=1.2U2流过二极管瞬时电流很大RLC越大Uo越负载电流的平均值越大;整流管导电时间越iD的峰值电流越故一般选管时

IDF

(2~3)IL2

Uo

(9-输出特性(外0输出波形随负载RLC的变化而改变,UoS也随之改变如RL愈小(IL越大Uo下降多S结论：结论：较小且负载变动不大的场合。(9- 电感滤电路结构:在桥式整流电路与负载间串入一电感L RLRL(9- RLRL一、滤波原对直流分量:XL=0相当于短路,电压大部分降在RL上。对谐波分量:f越高，XL越大,电压大部分降在XL上。

(9- RLRL二、电感滤波的特(9- 其他形式的滤波改善滤波特性的方法：采取多级滤波。RC–型滤波电路：在电容滤波后再接一级RC波电路L-C型滤波电路：在电感滤波后面再接一电LC–型滤波电路：在电容滤波后面再接L-C滤波电路(9-RC–型滤波电uo的直流分量 oRoL(9-uo的交流分量的基波的幅值

RL//(jXC2

RRL

1 (R//R)2(R//R)2L1)22L

(9-(R//R)2(R//R)2L1)22

RL

通常选择滤波元件的参数使得

(R

RLUUR1C(R//RL2Luo的脉动系数S与uo1的脉动系数S´的关系SSUo1C2(R//RL)1C2(R//RL(9-二、L-C型滤波电 L CC设uo1的直流分量为U´O，交流分量的基波的UoU'oUoU'o

RL//(jXC

jXLRL

jXC

(9-

RL//(jXC

jXLRL

jXC

通常选择滤波元件的参数使得

UUjX 11LCuo的脉动系数S与uo1的脉动系数S´的关系SSUo1111S'(9-三、LC–型滤波电 u2u2显然LC–型滤波电路输出电压的脉动系请自行分析LC–型滤波电路的输出电压和脉动系

(9-*§9.4倍压整流电路的工作原一、二倍压整流电

的正半周 +–+–想情况下，电容u 的电压充到

u2的负半周导通，D1 想情况下，电容负载上的电压

uo

的电压充

(9-二、多倍压整流电uD352uD3521 u2的第一个正半周：u2、C1、D1构成回路充电到

u2的第一个负半周：u2、C2、D2、C1构成回路C2充电到

(9-uDuD21 C5– +C2+C4+C6

u2的第二个正半周：u2、C1、C3、D3、C2构成路，C1补充电荷，C3充电到

u2的第二个负半周：u2、C2、C4、D4、C3、C1成回路，C2补充电荷，C4充电到

§9.5稳压电常常用稳压电(小功稳压稳压稳压电线稳压电开关稳压电

(9-§9.5.1串联反馈式稳压一、电路结构的一般形串联式直流稳压电路的基本形TURTURL器，Uo=UZ-UBE 但带负载的能力 稳压管强

(9-TT+RL––两个主要缺点稳压效果不好。Uo=UZ输出电压不可调(9-具有放大环节的串联型稳压电调整元TT_ (9-+

调整元

+O O (9-调整元TUITUI_取FUO (9-一种实际的串联式稳压电++_RR+1R_稳压原当UI增加或输出电流减小使Uo升高时 UBE2(=UB2-UZ）

(9-++_RR+1R_三、输出电压的确定和调节范O R1O

BEUOU

R2

Z Z

O

RW

(9-++_RR+1R_四、影响稳压特性的主要因电路对电网电压的波动抑制能力较差。例UIVC2Uo流过稳压管的电压随UI波动，使UZ不稳定，(9-五、改进措 TRTRR2RR在运放理想条件下

Uo

R1)U

1U

R(9-++_RR+1R_采用辅助电源(比较放大部分的电源)用恒流源负载代替集电极电阻以提高增益调整管采用复合三极管以扩大输出电流的范(9-*六、过流保限流型：当调整管的电流超过额定值时，对

当IL时，T'1T'1从T1

(9-截流型:过流时使调整管截止或接近截 R R3 3UUO

输出电流在额定值以内时

UO U+UO UB1(9- R R3 3UUO

输出电流超出额定值时因输出电压降低，三极管T2逐渐导通，U+，稳U+ UB1 UC1U+

IC2

UB2

(9-七、串联反馈式稳压电路缺调整管工 性放大区，当负载电流较大时损耗(P=UCEIL电源的效率(=Po/Pi=UoIL/UiIi)较低(9-§9.5.2稳压电路的主一、稳压系数SUo

UIUI二、输出电阻电流变化量之比。它实际上就是电源等效(9-§9.6集成稳压电 (9-§9.6.2集成稳压电源

可调固定

正输出电压额定电压值有5V、9V、12V、18V、24V等。(9-一、78、79系列的型号命CW7800系列(正电源)CW7900系列(负电源输出电压5V/6V9V/12V/15V/18V24输出电流78L79L输出电100/9M—输出电500××79输出电1.5(9-例如 5V，最大电1.5 5V，最大电0.5 5V，最大电0.1(9-1端:输入2端:公共3端:输出21W7800

1端公共2端输入33端:输出321W7900(9-封塑料封 金属封 GND

符号 (9-二、CW7800 结构和基本应用电路电动启路电样取电路电动启路电样取电电准电准基 放 (9-§9.6.2应用电一、输出为固定电压的电输出为固定正压时的接法如图所示+2++2+__W7800系列稳压器基本接线图注注意：输入与输出端之间的电压不得低于(9-二、输出正负电压的电1+ 2

3

+_(9-三、提高输出电压的电13+13+_2R+_UXX 为W78XX固定输出UO=UXX+(9-四、输出电压可调式电用三端稳压器也可以实现输出电压可调，下图是W7805组成的7－30V可调式稳压电源

7276

2

RR2(9-

2

776

2

RR2o运算放大器作为电压跟随器使的电源就借助于稳压器的输入直流电压。由于运放的输入阻抗很高oUo1U

U

R1R2

UoUXX

R2Uo

UXX

(9-

防止输入端短路时反放电损坏稳压反+抵消输 长接线电感效

瞬态响Uo=Uo=防止自

0.33

0.1F100 (9-电压电提高电压电提高输58

+

I3IQ

1 1U UCOC 要求

5IQUO

(I1

IQ

IQ

(1

R2输出电UOU(9-+++++(虚短RUO12RR)R312调稳压电8R3R4

UUO

(1可产生U的输出电(9-10001000+132++150.330.1+0.330.1+100021153220220(9-恒流源电

IO

U23R

112+0.330.1UI=+10R(9-CW117/217/317系列(正电源CW137/237/337系列(负电

CW117(137)—-55150CCW217(237)—-25150CCW317(337)—0125C(9-基准电 1.25输出电流L输出电100M型输出电500(9-二、 结构和基本应用电 路电动启路电动启结保护电保护电偏置电

50IREF

UO

UI(9-基本