直流稳压电源15366课件

维修电工电子教案联系电话：QQ:987356989曙光电子信息学校第2章（下）直流稳压电源第一节整流电路第二节滤波电路第三节分立元件稳压电路第四节集成稳压电路变压器整流电路滤波电路稳压电路交流电源负载整流--将交流电压变换为单向脉动的直流电滤波--将脉动电压中的交流分量滤除稳压—使传输的直流电压稳定、平滑电路组成：一、单相半波整流电路1.电路分析正半周(0～π)a(+)b(－)D导通Du2uo～u1RLabu2π2π3πuoπ2π3π负半周(π～２π)a(－)b(＋)D截止

uo=0uo=u2单相半波整流电压平均值2.参数计算3.元件选择

RL中电流平均值二、单相桥式全波整流电路D1～u2uou1RLabD2D3D41.电路分析正半周(０～π)a(＋)b(－)电流方向负半周(π～２π)a(－)b(＋)

电流方向u2π2π3πuoπ2π3π例：桥式整流电路如图,画出uo、io、uD波形。D1～u2uou1RLabD2D3D4··u2π2π3πuoπ2π3πioπ2π3πuDπ2π3πuD若D1的正负极反接，则———————————正半周电路截止，负半周电源短路。若D1开路，则———————————电路变为半波整流电路io例：桥式整流电路如图,若D3管烧断,输出电压波形为_________～u1D2u2uoRLD3D4D1u2uOA.uOC.uOD.uOB.C例：桥式整流电路的变压器副边电压为20V，每个整流二极管所承受的最大反向电压为____

A.20VB.28.28VC.40VD.56.56VB例：测量桥式整流电路的输出电压为9V，此时发现有一只二极管已经断开，其变压器副边电压为____

A.10VB.15VC.20VD.25V

C一、电容滤波电路1.滤波原理滤波电路是利用储能元件(与负载并联电容或与负载串联电感)滤掉整流所得的单向脉动电压的交流分量，保留直流分量，使输出电压脉动减小。2.电容滤波电容两端电压不能跃变，在整流电路中加入电容，由于电容不断的充放电，使输出电压的脉动减小。Du2uo～u1RLabC～u1u2uoRLCu2π2π3πu2π2π3πuoπ2π3πuoπ2π3π3.性能分析空载时，（RL=∞）

带电阻负载时，半波整流电容滤波电路UO≈U2桥式整流电容滤波电路UO≈1.2U2一般要求①电容滤波电路(1)空载(RL=∞)时:设电容器两端初始电压为零。u2tuLtuc=uL故然后继续按正弦规律下降,当<时,二极管截止,C放电,由于无放电回路,所以保持。电容C放电的快慢取决于时间常数(τ=RLC）的大小，时间常数越大，电容C放电越慢，输出电压就越平坦，平均值也越高。①电容滤波电路(2)接入RL(且RLC较大)时:u2t二极管中的电流uc=uLiDt电容滤波电路的特点：RLC较大u2tiDtuc=uL(2)UL与RLC的关系：RLC愈大C放电愈慢UL(平均值)愈大一般取：(T:电源电压的周期)近似估算:UL=1.2U2(1)整流管导电时间越短的峰值电流越大（1）滤波电容C一般选择体积小，容量大的电解电容器。

（2）普通电解电容器有正、负极性，使用时正极必须接高电位端，如果接反会造成电解电容器的损坏。要注意的几点：（3）加入滤波电容以后，二极管导通时间缩短，且在短时间内承受较大的冲击电流()，为了保证二极管的安全，选管时应放宽裕量。*使用条件：各种电路参数比较：②电感滤波电路电路结构:

在桥式整流电路与负载间串入一电感。当负半周时，电感中的电流将经由D2、D4提供。当正半周时，D1、D3导电，电感中的电流将滞后。波形图中为交流电源整流后的波形。②电感滤波电路电路结构:

在桥式整流电路与负载间串入一电感。输出电压平均值:UL=0.9U2

电感滤波适用于负载电流较大的场合。它的缺点是制做复杂、体积大、笨重且存在电磁干扰。例：设计一单相桥式整流、电容滤波电路。要求输出电压V，已知负载电阻Ω，交流电源频率为50Hz，试选择整流二极管和滤波电容器。解：流过整流二极管的平均电流：

mA变压器副边电压有效值：V整流二极管承受的最高反向电压：V例：设计一单相桥式整流、电容滤波电路。要求输出电压V，已知负载电阻Ω，交流电源频率为50Hz，试选择整流二极管和滤波电容器。解：因此可选择2CZ11B作整流二极管，其最大整流电流为1A，最高反向工作电压为200V。

取

S则μF表1各种滤波器的比较例1:桥式整流滤波电路测出RL两端电压为30V，求负载断路时的输出电压；电容断路时的输出电压。一只二极管断开时的输出电压。一只二极管和电容断开时的输出电压。负载断路时解：UO≈1.2U2＝30V加载时U2＝30／1.2电容断路无滤波UO＝0.9U2=25V=35.35V＝22.5V一只二极管断路半波整流滤波UO＝U2＝22.5V一只二极管、电容断路半波整流UO＝0.45U2＝11.25V例2：试设计一台输出电压为24V,输出电流为lA的直流电源，电路形式可采用半波整流或全波整流，试确定两种电路形式的变压器副边绕组的电压有效值，并选定相应的整流二极管。解：（1）当采用半波整流电路时，变压器副边绕组电压有效值为：整流二极管承受的最高反向电压为：流过整流二极管的平均电流为：因此可选用2CZ12B整流二极管，其最大整流电流为3A，最高反向工作电压为200V。例2：试设计一台输出电压为24V,输出电流为lA的直流电源，电路形式可采用半波整流或全波整流，试确定两种电路形式的变压器副边绕组的电压有效值，并选定相应的整流二极管。解：（2）当采用桥式整流电路时，变压器副边绕组电压有效值为：整流二极管承受的最高反向电压为：流过整流二极管的平均电流为：因此可选用四只2CZ11A整流二极管，其最大整流电流为1A，最高反向工作电压为100V。第三节分立元件稳压电路稳压管稳压电路串联型晶体管稳压电路一、稳压管稳压电路～u1u2uoRLCUZIZRIOIR稳压管稳压是利用它的反向击穿特性，当电路电源电压或负载电流变化时，引起IZ变化，使R上的电压发生变化来维持输出电压不变。U2UO

IZ

IR

UR

UO

IOUO

IZ

IR

UR

UOiu

UZabc二、串联型晶体管稳压电路UI=U0+UCE1UBE1=UB1－UE1

=UC2－U0采样基准调整比较放大U0

→UB2

→UC2

→UBE1 U0

←UCE1CR1R2R3R4RPRLVZUZUIUBE1UCE2UBE2UOIOUCE1UI→U0

→U—

→UB

→UCE

→U0采用集成运放R2R3R1RPRLVZUIUO－++例:已知U2=20V，UZ＝10V，①S闭合，求UI、UO②S断开，求UI，并标出C的极性。～u1u2UORLCUZRSS闭合，电路经整流、滤波、稳压输出UIUI＝－1.2U2=－24V依电路，输出电压上负下正UO＝－10VS断开，电路经整流、稳压输出UI＝－0.9U2=－18V+第四节集成稳压电路W78××系列稳压器W79××系列稳压器LM317/337××系列稳压器以工作方式分 ：a.串联型稳压电路

b.并联型稳压电路

c.开关型稳压电路以输出电压分：a.固定稳压电路

b.可调式稳压电路集成稳压电路集成稳压电路按电压变换过程线性开关式按输出电压可调性固定式可调式(1).分类：(2).固定式线性集成稳压器：7800系列与7900系列例：CW78

L

05厂标输出电压极性最大输出电流输出电压三端式固定输出集成稳压器CW7800

系列(正电源)CW7900系列(负电源)5V/6V/9V/12V/15V/18V/24V78、79系列的型号命名输出电流78L

××/79L××—输出电流100mA78M××/9M××—输出电流500mA78××/79××—输出电流1.5A输出电压例如：CW7805输出5V，最大电流1.5ACW78M05输出5V，最大电流0.5ACW78L05输出5V，最大电流0.1A

(3).CW7800内部电路结构框图启动电路基准电压保护电路比较放大电路調整管取样电路UIUO３1２5.集成稳压电路(4).三端固定式集成稳压器封装及管脚排列图5.集成稳压电路集成稳压电源的主要参数

1.电压调整率SV

表征负载不变，输出电压变化的稳压能力。2.输出电阻R0

表征输入电压不变，负载变化时的稳压能力。3.输出电压温度系数ST

指负载、输入电压不变时，温度引起的输出变化。

W78XX系列集成稳压电源W78××123输入端输出端公共端W78××系列输出固定的正电压有5V、8V、12V、15V、18V、24V，最高输入电压为35V，如W7815，在1、3脚输入35V，在2、3脚输出15V。基本应用电路W78××123COCLUIUOCO用于消除引线的电感效应引起的自激振荡CL用于削弱高频噪声提高输出电压的稳压电路W78××123COCLUIUOUZUO=UXX+UZ

提高输出电流的稳压电路UIIO=I2+IC

W78××123COCLUOICIOI2输出电压可调的稳压电路W78××123COCLUIUO++R1R3R2U+=U3当RP调到最上端当RP调到最下端二、W79XX系列集成稳压电源W79××123输入端输出端公共端W79××系列输出固定的负电压，如W7912，在2、3脚输出－12V。例:

利用W7812接成输出电压可调的稳压电路，试求输出电压可调范围。W7812123COCLUIUO++10K10K30K当滑动头调到最下端当滑动头调到最上端解：例:

利用W7808接成输出电压可调的稳压电路，试求输出电压可调范围。解：当R1=0U+=UO当R2=0U+=0U3=0UO＝U23＝8VW7808123COCL30VUO++R1R2RR(5).三端集成稳压器的应用①.单电压电路：Uo=12VCW7812123C２++UＩC１0.33F0.1F••VD1C1:防自激电容,作用为抵消输入长接线的电感效应，防止自激现象。C2:抗干扰电容，作用为改善负载的瞬态响应，消除高频噪声。VD1:输入短路时，C2放电保护二极管5.集成稳压电路选用不同稳压值的78XX和79XX,可构成同时输出不对称正、负电压的稳压电路。②.正、负电压电路：CW79CW78C２+V–VUO2UＩUO1C１C２C１+++++_(5).三端集成稳压器的应用5.集成稳压电路③.扩大输出电流的电路：当负载电流Io小于稳压器电流IOXX

=15

时，三极管Ｖ1截止

当负载电流IoIOXX时,Ｖ1导通,则有Io=

IOXX+

IC1>IOXXＶ2RS(5).三端集成稳压器的应用5.集成稳压电路输出电压：

此电路既提高了输出电压Uo,又使Uo成为可调。稳压器静态电流IQ很小UoCW7812++3UＩC１R1UxxR2＋－IQ④.改变输出电压的稳压电路：(5).三端集成稳压器的应用5.集成稳压电路(6)、三端式可调集成稳压器一、概述CW117/217/317系列(正电源)CW137/237/337系列(负电源)工作温度CW117(137)—

-55150CCW217(237)—

-25150CCW317(337)—

0

125C基准电压1.25V输出电压1.2~37V（可调）最大输出电流1.5A电压调整率0.01%/V负载调整率0.1%/输入与输出电压差允许范围3~40V(6).三端可调式集成稳压器①.分类：正电压输出LM317等负电压输出LM337等②.引脚排列：5.集成稳压电路③.基本应用电路：输出电压的调节：CW317的电压范围为1.2~32V，（ADJ）调整U最小值1.2V。(6).三端可调式集成稳压器5.集成稳压电路R1、R2的选择：保证负载开路时，输出电流不小于5mAR2的选择滿足求出：R2max＝6.8K其它元件的作用：C1：抗干扰电容；C2:防自激电容；C3：滤波电容；C2:防阻尼振荡VD1、VD2:保护二极管③.基本应用电路：(6).三端可调式集成稳压器5.集成稳压电路三、基本应用电路UREF=1.25VIA

50A使

UREF

很稳定一般RL

开路时流过R1

电流IR1=5~

10mA，R1=

UREF/

IR1=125~250C2用于提高纹波抑制比，可达

80

dB。C3用于抑制容性负载时的阻尼振荡。C1用于消除输入长线引起的自激振荡。D1防止输入端短路时C3反向放电损坏稳压器D2防止输出端短路时C2

通过调整端放电损坏稳压器总结：电路基本知识电源变压器:将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2。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。直流稳压电源的组成和功能整流电路滤波电路稳压电路u1u2u3u4uoRL①.u2正半周时:VD1

、VD3导通;VD2、VD4截止（1）.工作原理：u2uO++++41231u2u220V+-RLuOVD2VD1VD3VD4+–→iL++++4123u12u220V+-RLuOVD2VD1VD3VD4→iL1.桥式二极管整流电路应用：电路基本知识②.u2负半周时：VD2、VD4

导通，VD1

、VD3截止u2uO++++41231u2u220V+-RLOuVD2VD1VD3VD4-+→iL++++4123u12u220V+-RLuOVD2VD1VD3VD4→iL（1）.工作原理：1.桥式二极管整流电路1.4实施应用：电路基本知识UO=0.9U2,0.9U2RLIL=UORL=（3）.整流二极管的选择:u2totototo23232U22U22U2Im2233uD1uD3uD4uD2uOuDiOγ＝0.48IF≥IL/2＝0.45U2/RL（2）.负载上的电压、纹波系数URM≥UDM＝U21.桥式二极管整流电路（3）.硅桥式整流器（桥堆）：u2uO+

–

~+~-(b)方桥(a)扁桥(c)圆桥提问：220V交流电不用变压器能进行桥式整流吗？1.桥式二极管整流电路2.电容滤波电路估算公式:UO=(1.0―1.1)U2

2UDM=2U2uou2iLVDRLTu1C

t0232U2uo利用电容器的充放电*二极管导通时间比不加C时短，流过二极管的瞬时电流很大，C越大，冲击电流越大，选用二极管时要求IF=(2—3)ID(1).半波整流电容滤波电路电路基本知识电容充电电容放电二极管导通时给电容充电,二极管截止时电容向负载放电(2).单相桥式整流电容滤波电路u2Tu1RLVD1VD4VD3VD2uoiLCuC滤波后输出电压

uo的波形变得平缓,平均值提高。2.电容滤波电路工作波形：