电模第八章(直流稳压电源)

电模第八章(直流稳压电源)第一页，共三十三页，2022年，8月28日8.1直流稳压电源的组成

大小不合适的交流大小合适的交流~交流电源脉动直流不稳定的直流稳定直流直流负载滤波电路电源变压器整流电路稳压电路第二页，共三十三页，2022年，8月28日电源变压器将市电变换为整流所需的交流电压整流电路将交流电变换为方向不变的直流电滤波电路将脉动直流电变换为平滑的直流电压稳压电路将不稳定的直流电压变换为稳定直流电压第三页，共三十三页，2022年，8月28日一、不控整流电路abT+-u2+-u1RL+-uOiO8.2整流电路D1D3D2D4第四页，共三十三页，2022年，8月28日1.工作原理+-uOabT+-u2+-u1u2正半周，uO=u2D1和D3导通，电流通路：a→D1→RL→D3→bRLiOD1D3D2D4第五页，共三十三页，2022年，8月28日1.工作原理u2负半周，uO=-u2D2和D4导通，电流通路：b→D2

→RL

→D4

→a＋

uo－abRLT＋u1－-u2+IoD1D3D2D4第六页，共三十三页，2022年，8月28日＋

uo－D4

D3D1

D2RL＋u2－u2ωtOuoioωtOuD1,D3iD1,D3ωtOuD2,D4iD2,D4ωtO第七页，共三十三页，2022年，8月28日2.整流电路的计算(1)负载直流电压UO(2)负载直流电流(3)二极管平均电流二极管反向电压最大值UO=2U2sintd(t)1∫0=U2

22=0.9U2

IO=UO

RLID=IO

12URm=2

U2

第八页，共三十三页，2022年，8月28日3.整流元件的选择IF≥IDUR≥URm+-~~4.整流桥块~~+-第九页，共三十三页，2022年，8月28日整流桥实物照片第十页，共三十三页，2022年，8月28日单相桥式整流电路中的两个二极管用可控的晶闸管替换——半控。1.电路结构二、可控整流电路abT+-u2+-u1+

-uGT1D1+-uGT2D2RL+-uOiO第十一页，共三十三页，2022年，8月28日2.工作原理正半周，T2、D1承受反向电压截止，

T1、D2承受正向电压，控制极电压uG在t=α时施加，故在≤t≤时，

T1和D2导通电流通路：a→T1→RL→D2→babT+-u2+-u1+

-uGT1D1+-uGT2D2RL+-uOiO第十二页，共三十三页，2022年，8月28日负半周，T1、D2承受反向电压截止，

T2、D1承受正向电压。控制极电压uG在t=α+

时施加，故在+

≤t≤2时，

T2和D1导通。电流通路：b→T2→RL→D1→aabT+-u2+-u1+

-uGT1D1+-uGT2D2RL+-uOiO2.工作原理第十三页，共三十三页，2022年，8月28日3.工作波形

+

+

2

ab+-u2+-uGT1D1+-uGT2D2RL+-uOiO负载RL上得到不完整的全波脉动电压。u2t

Ot

uGuOt

OO第十四页，共三十三页，2022年，8月28日4.主要参数

＋

uO

2

t

UO(1)负载直流电压(2)负载直流电流UO=2U2sintd(t)1∫=U2

221+cos2=0.9U2

1+cos2IO=UORL第十五页，共三十三页，2022年，8月28日

[例8.2.1]

一单相桥式半控整流电路，要求直流输出电压UO在40~90V的范围内可调，求输入交流电压和控制角的变化范围。[解]=0º时，UO=UOmax=90V，U2=UO/0.9故

=90/0.9=100V

UO=40V时，cos=-1

2UO

0.9U2

=-12×400.9×100=-0.111=arccos(-0.111)=96.4º故的变化范围为0º~96.4º。第十六页，共三十三页，2022年，8月28日8.3滤波电路＋＋＋＋＋＋

电容滤波

电感滤波

复式滤波第十七页，共三十三页，2022年，8月28日一、电容滤波电路uoωtO√2U2C＋＋

uo－VD4VD3VD1VD2RLIo＋u2－＋u1－C

或RL电容放电

1.电容滤波的原理(1)当二极管导通时电容被充电储能。(2)当二极管截止时电容放电。RL→∞

第十八页，共三十三页，2022年，8月28日电容的耐压：UCN≥√2U2

结论①滤波使uo的波形更平滑，提高了uo的平均值。②uo的平滑程度取决于放电时间常数

=RLC

。③二极管的导通时间缩短了。2.电容滤波电路的计算(1)输出电压的平均值取:Uo=U2（半波）

Uo=1.2U2（全波）(2)滤波电容的选择取:C≥(3~5)T2RL=1.5~2.52RLf第十九页，共三十三页，2022年，8月28日

结论电容滤波电路适用于输出电压较高，负载电流较小且负载变动不大的场合。(3)整流二极管的选择电容滤波1.414U20.9U2uoIoO3.输出特性（外特性）IF

≥2ID（电容充电产生冲击电流）

UR≥URm第二十页，共三十三页，2022年，8月28日二、电感滤波电路1.电感滤波的原理

对直流分量:

XL=0，大部分整流电压降在RL上。对谐波分量:

f

越高，XL越大，电压大部分降在XL

上。输出电压平均值约为：

Uo=0.9U2

（忽略电感线圈的电阻压降）＋

uo－VD4VD3VD1VD2RLIo＋u2－＋u1－L第二十一页，共三十三页，2022年，8月28日2.电感滤波的特点①由于电感的低通特性，使uo的波形更平滑。②二极管的导通时间较长。③电感线圈的电感值较大，其等效电阻也较大，使uo的平均值下降；而且笨重、体积大。④电感线圈易对周围环境产生电磁干扰。⑤一般只适用于低电压、大电流的场合。第二十二页，共三十三页，2022年，8月28日＋

uo－RLIoC2

＋C1

＋三、复式滤波电路C2

＋C1

＋1.LC－形滤波电路2.RC－形滤波电路L＋

uo－RLIoRL第二十三页，共三十三页，2022年，8月28日一、稳压管稳压电路8.4稳压电路T+-u2+-u1C＋Ui－RL＋UO－IIORDZIZ稳压过程：UO

→

IZ

→

I

→

IR

UO第二十四页，共三十三页，2022年，8月28日二、集成稳压电路

线性集成稳压电路

开关集成稳压电路

——小功率——大功率1.三端固定式集成稳压器CW7800系列正电压稳压器。CW7900系列负电压稳压器。12

3INGND

OUT78××1

23

GND

OUTIN79××第二十五页，共三十三页，2022年，8月28日三端集成稳压器实物照片第二十六页，共三十三页，2022年，8月28日三端集成稳压器管脚排列78系列－输出正电压79系列－输出负电压7805＋5V7806＋6V7808＋8V7809＋9V7810＋10V7812＋12V7815＋15V7818＋18V7824＋24V……7905－5V7906－6V7908－8V7909－9V7910－10V7912－12V7915－15V7918－18V7924－24V……输入输出公共端输入输出公共端第二十七页，共三十三页，2022年，8月28日

输出电压规格：5V,6V,8V,9V,12V,15V,

典型电路78××CiCo120.33F

0.1F

＋Ui－＋Uo－31：输入端2：输出端3：公共端18V,24V第二十八页，共三十三页，2022年，8月28日79××CiCo322.2F

1F

－Ui＋－Uo＋11：公共端2：输出端3：输入端Ci：抵消输入端接线较长时的电磁效应CW7800系列：CW7800系列：CW7900系列：CW7900系列：0.33μF

2.2μF

0.1μF

1μF

Co：使负载电流瞬时增减时，输出电压不致有较大的波动第二十九页，共三十三页，2022年，8月28日同时输出正负两组电压的电路＋5V－5VCW7805Ci123CW790512Co

3＋

Ui－CiCoUO第三十页，共三十三页，2022年，8月28日2.三端可调式集成稳压器

类型：CW117、CW217、CW317(正电压)CW137、CW237、CW337(负电压)

输出电流等级：0.1A,0.5A,1.5A军品级工业级民品级

典型电路：CW217CiCo321+

C+

-

Uo+

-

UiR1R2第三十一页，共三十三页，2022年，8月28日CW237