第九章、直流稳压电源

第九章、直流稳压电源第一页，共二十九页，2022年，8月28日直流稳压电源的组成功能：把交流电压变成稳定的大小合适的直流电压。电子电路工作时都需要直流电源提供能量，电池因使用费用高，一般只用于低功耗便携式的仪器设备中。

第二页，共二十九页，2022年，8月28日9.2单相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：

半波、全波、桥式和倍压整流;在电子电路中一般采用单相交流电供电，所以只介绍单相整流电路。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。下面重点分析半波和桥式整流、滤波电路。第三页，共二十九页，2022年，8月28日9.2.1单相半波整流电路uDO2.工作原理Va>Vb，二极管D导通。3.工作波形1.电路结构uOOu正半周－－第四页，共二十九页，2022年，8月28日u2tOuDOVa>Vb，二极管D导通。1.电路结构uOOu正半周

3.工作波形Va<Vb，二极管D截止。

u负半周－9.2.1单相半波整流电路第五页，共二十九页，2022年，8月28日4.参数计算(1)整流电压平均值Uo(2)整流电流平均值IO(3)流过每个二极管电流平均值ID(4)每个二极管承受的最高反向电压URM第六页，共二十九页，2022年，8月28日（5）脉动系数S整流输出电压的脉动系数定义为输出电压的基波最大值Uo1m与输出直流电压值Uo之比。用傅里叶级数可将输出电压展开为：第七页，共二十九页，2022年，8月28日5.整流二极管的选择平均电流ID与最高反向电压URM是选择整流二极管的主要依据。选管时应满足：

IOM

ID，URWMURM

优点：结构简单，使用的元件少。缺点：只利用了电源的半个周期，所以电源利用率低,输出的直流成分比较低；输出波形的脉动大;第八页，共二十九页，2022年，8月28日9.2.2单相全波整流电路1.电路与工作原理为提高电源的利用率,可将两个半波整流电路合起来组成一个全波整流电路,如图所示。二极管VD1、VD2在正、负半周轮流导电,且流过负载RL的电流为同一方向,故在正、负半周,负载上均有输出电压。第九页，共二十九页，2022年，8月28日第十页，共二十九页，2022年，8月28日2.直流电压UO和直流电流IO的计算由输出波形可看出,全波整流输出波形是半波整流时的两倍,所以输出直流电压也为半波时的两倍,即第十一页，共二十九页，2022年，8月28日

3.脉动系数S全波整流电路输出电压的基波频率为2ω,求得基波最大值为故脉动系数为第十二页，共二十九页，2022年，8月28日9.2.3单相桥式整流电路2.工作原理Va>Vb，二极管D1、D3导通，D2、D4截止。3.工作波形uD2uD41.电路结构－－u正半周第十三页，共二十九页，2022年，8月28日9.2.3单相桥式整流电路2.工作原理3.工作波形1.电路结构Va<Vb,二极管D2、D4

导通，D1、D3截止。uD1uD3－－u负半周第十四页，共二十九页，2022年，8月28日4.参数计算(1)整流电压平均值UO(2)整流电流平均值IO(3)流过每个二极管电流平均值ID第十五页，共二十九页，2022年，8月28日(4)每个二极管承受的最高反向电压URM（5）脉动系数第十六页，共二十九页，2022年，8月28日(1)输出直流电压高；

(2)脉动较小；

(3)二极管承受的最大反向电压较低；(4)电源变压器得到充分利用。目前，半导体器件厂已将整流二极管封装在一起，制成单相及三相整流桥模块，这些模块只有输入交流和输出直流引线，减少接线，提高了可靠性，使用起来非常方便。桥式整流电路的优点：第十七页，共二十九页，2022年，8月28日单相桥式整流电路的几种形式第十八页，共二十九页，2022年，8月28日9.3滤波电路

交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，其中既有直流成份又有交流成分。

滤波原理：滤波电路利用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,滤掉整流电路输出电压中的交流成分，保留其直流成分，达到平滑输出电压波形的目的。方法:将电容与负载RL并联(或将电感与负载RL串联)。第十九页，共二十九页，2022年，8月28日

滤波电路电容滤波电路第二十页，共二十九页，2022年，8月28日(1).空载时的情况空载时RL→∞,设电容C两端的初始电压uC为零。接入交流电源后,当u2为正半周时,VD1、VD3导通,则u2通过VD1、VD3对电容充电;当u2为负半周时,VD2、VD4导通,u2通过VD2、VD4对电容充电。由于充电回路等效电阻很小,所以充电很快,电容C迅速被充到交流电压u2的最大值。此时二极管的正向电压始终小于或等于零,故二极管均截止,电容不可能放电,故输出电压UO恒为,其波形如图(a)所示。(2).带电阻负载时的情况1.工作原理第二十一页，共二十九页，2022年，8月28日图电容滤波波形第二十二页，共二十九页，2022年，8月28日2、电容滤波的特点A.二极管的导电角

<，流过二极管的瞬时电流很大。B.负载直流平均电压VL

升高d=

RLC

越大，VL

越高C.直流电压VL

随负载电流增加而减少当d（35）时，VL=(1.11.2)V2第二十三页，共二十九页，2022年，8月28日9.4稳压电路

稳压电路（稳压器）是为电路或负载提供稳定的输出电压的一种电子设备。

稳压电路的输出电压大小基本上与电网电压、负载及环境温度的变化无关。理想的稳压器是输出阻抗为零的恒压源。实际上，它是内阻很小的电压源。其内阻越小，稳压性能越好。

稳压电路是整个电子系统的一个组成部分，也可以是一个独立的电子部件。第二十四页，共二十九页，2022年，8月28日9.4.1稳压二极管稳压电路2.工作原理UO

=UZ

IR

=IO+IZUIUZRL(IO)IR设UI一定，负载RL变化UO

基本不变IR

(IRR)基本不变UO

(UZ

)IZIRIZ限流调压1.电路RDZ稳压电路第二十五页，共二十九页，2022年，8月28日9.4.1稳压二极管稳压电路1.电路2.工作原理UO

=UZ

IR

=IO+IZUIUZ设负载RL一定，UI

变化UO

基本不变IRRIZIR

UIUZ第二十六页，共二十九页，2022年，8月28日

集成稳压电源单片集成稳压电源具有体积小，可靠性高，使用灵活,价格低廉等优点。最简单的集成稳压电源只有输入、输出和公共引出端，故称之为三端集成稳压器。1.固定式三端集成稳压器表示集成稳压器的输出电压的数值,以V为单位。输出电流：78L

/79L

输出电流100mA78M/79M

输出电流500mA78/79

输出电流1.5A5V,6V,

9V,12V,15V,6V,24V等多种输出电压：型号命名W78

(输出正电压)系列W79(输出负电压)系列(1)第二十七页，共二十九页，2022年，8月28日(2)外形及引脚功能W7800、W7900系列稳压器有金属封装和塑料封装两种W78系列INOUTGND31278IN123OUTGND金属封装塑料封装IN79123OUTGNDINOUTGND312金属封装塑料封装W79系列外形封装和引脚功能图W7800++213_W790013_2符号使用