模电课件10直流稳压电源 考研备考期末复习

模拟电子技术之直流稳压电源模拟电子技术课程体系二极管路晶体管放大电路场效应管放大电路用负反馈放大器三体管管集成运放信号运算晶体管场效应管反馈电压比较器正弦波发生器功率放大器直流稳压电源第十章直流稳压电源§10.1直流稳压电源概述§10.2整流电路§10.3滤波电路§10.4稳压电路本章主要内容第十章直流稳压电源一、直流稳压电源功能和组成:§10.1直流稳压电源概述第十章直流稳压电源

直流电源是能量转换电路，将220V,50Hz的交流电转换为直流电。降压交流变脉动的直流半波整流全波整流滤波减小脉动稳压负载变化输出电压基本不变电网电压波动输出电压基本不变

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±10％，且负载有一定的变化范围。§10.1直流稳压电源概述§10.2整流电路§10.3滤波电路§10.4稳压电路本章主要内容第十章直流稳压电源把交流电变成脉动的直流电半波整流全波整流1、电路结构和工作原理：u2的正半周，D导通，A→D→RL→B，uO=u2

。u2的负半周，D截止，承受反向电压u2；uO=0。第十章直流稳压电源§10.2整流电路一、单相半波整流电路:第十章直流稳压电源2、求输出的平均电压和电流：§10.2整流电路一、单相半波整流电路:（1）计算输出电压平均值:（2）计算输出电流的平均值:第十章直流稳压电源§10.2整流电路一、单相半波整流电路:3、二极管的选择：考虑到电网电压波动：

（1）二极管反向耐压值:（2）二极管最大正向电流值:第十章直流稳压电源§10.2整流电路u2的正半周

A→D1→RL→D3→B，uO=u2u2uo二、单相桥式整流电路:1、电路结构和工作原理：第十章直流稳压电源§10.2整流电路u2uou2的正半周

A→D1→RL→D3→B，uO=u2u2的负半周B→D2→RL→D4→A，uO=-u2

集成的桥式整流电路称为整流堆。问题：1、整流桥的二极管接法有何规律？2、若D1接反了会怎样？二、单相桥式整流电路:1、电路结构和工作原理：3、A、B两端和RL两端互换会怎样？几种常见的硅整流桥外形：+AC-~+~-

~+-~第十章直流稳压电源§10.2整流电路第十章直流稳压电源§10.2整流电路u2uo（1）计算输出电压平均值:（2）计算输出电流的平均值:二、单相桥式整流电路:2、求输出的平均电压电流：第十章直流稳压电源§10.2整流电路u2uo二、单相桥式整流电路:3、二极管的选择：（1）二极管反向耐压值:（2）二极管最大正向电流值:uDD2，D4承受反压D1，D3承受反压考虑电网电压波动，二极管的极限参数应满足：§10.1直流稳压电源概述§10.2整流电路§10.3滤波电路§10.4稳压电路本章主要内容第十章直流稳压电源把脉动的直流电变成平滑的直流电电容滤波电感滤波第十章直流稳压电源§10.3滤波电路一、电容滤波电路:u2uo1+–uo2无电容时的输出波形有电容时的输出波形滤波后，输出电压脉动变小,平均值增大。2、输出电压平均值的估算1、工作原理：当|u2|>uC、一对二极管导通，C充电,uC增大当|u2|<uC、二极管截止，C放电,uC减小第十章直流稳压电源§10.3滤波电路一、电容滤波电路:u2uo1uo2C越大,RL越大，放电越慢，曲线越平滑，脉动越小3、电容的选择：4、二极管的选择：iDD2,D4导通D1,D3导通无滤波电容时，二极管导通角π有滤波电容时，二极管导通角<π+–第十章直流稳压电源§10.3滤波电路u2uo1uo24、电容滤波特点：iDD2,D4导通D1,D3导通优点：简单易行，UO（AV）高，C足够大时交流分量较小；缺点：负载电流较大时，由于二极管的导通角较小，冲击电流较大，不适于大电流负载。故电容滤波适合输出电压较高，负载电流较小的场合。+–一、电容滤波电路:整流桥的简化画法讨论一已知变压器副边电压有效值为10V，电容足够大，判断下列情况下输出电压平均值UO（AV）≈？

1.正常工作；

2.C开路；

3.RL开路；

4.D1和C同时开路；

5.D1开路。UO=1.2U2UO=0.9U2UO=1.4U2UO=0.45U2UO=0.45U2~1.2U2第十章直流稳压电源§10.3滤波电路讨论二、在图示电烙铁供电电路中，试分析以下几种情况各属于什么供电电路？输出电压多高？哪种情况下电烙铁温度最低？为什么？（1）S1、

S2均闭合（2）S1、

S2均断开（3）S1闭合、S2断开（4）S1断开、

S2闭合电烙铁UOC+D1D3D2D4S1S2~220V第十章直流稳压电源§10.3滤波电路UO(AV)=1.2U2UO(AV)=0.45U2UO(AV)=0.9U20.45U2<UO(AV)<1.2U2例题：某桥式整流电容滤波电路如图示，交流电源频率为50HZ，输出直流电压为30V，负载电阻R=120Ω，试估算变压器次级电压U2，选择整流二极管及滤波电容大小第十章直流稳压电源§10.3滤波电路§10.1直流稳压电源概述§10.2整流电路§10.3滤波电路§10.4稳压电路本章主要内容第十章直流稳压电源把脉动的直流电变成平滑的直流电电容滤波电感滤波第十章直流稳压电源§10.3滤波电路二、电感滤波电路:

当回路电流减小时，感生电动势的方向阻止电流的减小，从而增大二极管的导通角。对直流分量UO(AV):XL=0相当于短路,电压大部分降在RL上。对交流分量ud:

f越高，XL越大,电压大部分降在XL上。电感线圈的电感越大，匝数越多，输出电压越平滑，但是线圈的直流电阻变大，会使输出电压的平均值减小。当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压约为：Uo=0.9U2适合大电流负载的场合。第十章直流稳压电源§10.3滤波电路三、∏型滤波电路:第十章直流稳压电源§10.3滤波电路三、∏型滤波电路:§10.1直流稳压电源概述§10.2整流电路§10.3滤波电路§10.4稳压电路本章主要内容第十章直流稳压电源消除电网波动和负载变化对输出电压的影响稳压管稳压电路串联反馈型稳压电路第十章直流稳压电源§10.4稳压电路一、稳压管稳压电路:1、稳压原理：限流电阻的选择很重要，否则稳压性能会变差第十章直流稳压电源§10.4稳压电路一、稳压管稳压电路:2、限流电阻的选择：最小稳定电流最大工作电流问题：1）求出的限流电阻R是个范围值，取值应靠近上限还是下限？2）若求出的Rmax<Rmin怎么办？3）输出电压是多少？如何扩大输出电流的调节范围？第十章直流稳压电源§10.4稳压电路二、串联型稳压电路:1、基本调整管稳压电路：问题：1）输出负载电流的调节范围变大了吗？为什么？2）输出电压是多少？稳定吗？为什么？3）想得到更加稳定的输出电压怎么办？加深负反馈深度O第十章直流稳压电源+R+–AUZUIRLTDZR2R1+UO––§10.4稳压电路二、串联型稳压电路:2、具有放大环节的串联型稳压电路：问题：1）这个电路比基本调整管稳压电路输出电压稳定吗？为什么？引入了深度电压串联负反馈2）该电路稳压原理:基准电压比较放大调整管取样环节UFUB第十章直流稳压电源+R+–AUZUIRLTDZR2R1+UO––§10.4稳压电路二、串联型稳压电路:2、具有放大环节的串联型稳压电路：问题：3）输出电压是多少？4）如何使输出电压可调？5）输出电压的调节范围是多少？RW基准电压比较放大调整管取样环节UFUB第十章直流稳压电源§10.4稳压电路二、串联型稳压电路:2、具有放大环节的串联型稳压电路：+R+–AUZUIRLTDZR2R1+UO––RW调整管问题：6）采样电阻R1~R3的取值应该大些还是小些，why？调整管的电压和电流都有很大的变化，是个大功率管，应根据极限参数选择。7）调整管的选择应考虑哪些因素？IO第十章直流稳压电源§10.4稳压电路三、集成三端稳压器:把串联型稳压电源集成起来，构成三端稳压器，具有三个端子：输入端，输出端，公共端。

LM78XX系列(正稳压)，LM79XX系列(负稳压)，XX：输出电压值输出电压：5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V输出电流：1.5A（LM78XX）、0.5A（LM78MXX）、0.1A（LM78LXX）第十章直流稳压电源§10.4稳压电路三、集成三端稳压器:基本应用电路1:UI+–+UOC10.33µF0.1µF100µFLM78+–132C3C2RLUI-++UOC10.33µF0.1µF100µFLM79-+132C3C2RL抵销长线电感效应，消除自激振荡消除高频噪声消除低频噪声第十章直流稳压电源§10.4稳压电路三、集成三端稳压器:基本应用电路2:(输出正负电压)++UOC10.33µF0.1µF100µFLM78132C3C2–+UOC10.33µF0.1µF100µFLM79132C3C2+1000µFC~第十章直流稳压电源§10.4稳压电路三、集成三端稳压器:基本应用电路3:(扩展输出电压)UI+UOC1LM78+–132C2R2R1++IQ––UI+UOC1LM78××+–132C2R1T–§10.4稳压电路三、集成三端稳压器:基本应用电路4:(扩展输出电流)例1：对于基本串联型稳压电源已知UZ=6V，R1=2K，R2=2K，R3=2K，UI=15V，调整管的电流放大系数β=50，求：1、求输出电压UO的变化范围2、UO=10V,RL=10