直流电源课件

第17章直流电源17.1二极管整流电源整流电路:交流电压变为脉动的直流电压。滤波电路:脉动的直流电压转变为平滑的直流电压。稳压电路:使输出电压稳定,不受电网波动及负载变化的影响。直流稳压电源的组成:17.1二极管稳压电源17.1.1整流电路1.单相半波整流电路整流电路有半波整流、全波整流和桥式整流电路。u1二极管导通u2>0时，二极管D导通，忽略二极管正向压降,u0=u2

u2<0时，二极管D截止，u0=0。二极管截止+--+二极管上承受的最高反向工作电压UDRM：二极管上的平均电流：ID=I0u1u2aTbDRLu0i0二极管上电压波形：输出电流平均值（I0）：Io=Uo/RL=0.45U2/RLuD变压器副边电流有效值（I2）：UDRM【例17.1】已知单相半波整流电路的负载电阻为750Ω，U2=20V。试求UO，IO,UDRM，并选择二极管。解选择二极管：查手册选2AP4,IFM=16mA，UDRM=50V的二极管。+-u2正半周时电流通路u1u2TD4D2D1D3RLu0+-同极性端接负载（共阴极接正，共阳极接负）异极性端接交流电源电路特点：（1）（2）二极管的导通规律：共阴接法时，阳极瞬时电位最高者共阳接法时，阴极瞬时电位最低者最先导通（导通的二极管看成短路，阳极阴极等电位；不导通的二极管看成开路，承受反向电压。）2.单相桥式整流电路u2>0时D1,D3导通D2,D4截止电流通路:由A经D1RLD3Bu2<0时D2,D4导通D1,D3截止电流通路:由B经D2RLD4A输出是脉动的直流电压！u2uD4,uD2uD3,uD1uou2D4D2D1D3RLu0A+B桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形（3）－输出电压的平均值U0：输出电流的平均值I0：二极管承受的最高反向工作电压UDRM

：每个二极管流过电流的平均值ID：主要数值平均电流(ID)与反向峰值电压(URM)是选择整流管的主要依据。例如，在桥式整流电路中，每个二极管只有半周导通。因此，流过每只整流二极管的平均电流ID是负载平均电流的一半。二极管截止时两端承受的最大反向电压：整流电路中整流管的选择选管时要满足：整流桥的外形与电路表示符号返回17.1.2滤波电路滤波:经整流电路输出后的直流电压是脉动直流电压，既有直流分量又有交流分量。滤波电路的任务是滤掉交流分量。即是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,将电容与负载RL并联(或将电感与负载RL串联)，滤掉脉动直流电压中的交流分量，保留其直流分量，达到平滑输出电压波形的目的。单相半波整流、电容滤波电路：1.电容滤波u2从最大值下降时，电容C放电。当u2>uC时，二极管D仍然导通，uo=

u2。u2正半周增加时，二极管D导通，忽略其导通压降，uo=

u2；此时电容C充电，uC=

u2。输出电压的平均值U0：半波滤波：全波滤波：u0t设t1时刻接通电源t1u0tu2ttu2空载滤波：一般取(T:电源电压的周期)电容滤波电路的特点(1)输出电压U0与时间常数RLC有关RLC愈大电容器放电愈慢U0(平均值)愈大，输出特性(外特性):uo电容滤波1.4U20.9U20Io无电容滤波滤波电容选取原则输出波形随负载电阻RL或C的变化而改变,U0也随之改变。如:RL愈小(I0越大),U0下降愈多。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。(2)流过二极管瞬时电流很大RLC越大放电越慢U0越高,负载电流的平均值越大整流管导电时间越短iD的峰值电流越大故一般选管时，取结论u0t二极管导通，电容充电二极管截止，电容放电当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压约为：电感滤波的特点:整流管导电角较大，峰值电流很小，输出特性比较平坦，适用于低电压大电流(RL较小)的场合。缺点是电感铁芯笨重,体积大,易引起电磁干扰。输出电压的平均值U0：u2u1RLLu0Uo=0.9U23、复式滤波为了改善滤波特性，可采取多级滤波的办法,如在电感滤波后面再接一电容，或在电容滤波后再接一级RC滤波电路。从而构成L-C型滤波或RC-型电路，其输出电压更平滑。LC滤波适用于负载电流大输出电压脉动很少的场合；RC-型滤波则较多用在小功率的电子设备中。u0Ru2u1C1C2u0´RLRC-滤波

例整流滤波电路如图所示，负载电阻RL=100，电容C=100µF，变压器副边电压有效值U2=10V，二极管为理想元件，试求：输出电压UO和输出电流的平均值IO，及二极管承受的最高反向电压URM。解：(2)开关S1断开、S2闭合时，(3)开关S1、S2均闭合时，A的读数为:A的读数为:返回V的读数为:V的读数为:17.1.3稳压电路1.稳压管稳压电路C+LR0u+-C+LR+-0u0ut0ut电容滤波电路稳压管稳压电路2）负载变化(电网电压不变)®®®®®®¯OU­IRR+=­­ZOIIIR®OI­®­­IZ­­=UUOZ­­­­­+=IIIRZOIRR­OU↓基本不变C+LR+-+-R+-电路特点：a)稳压管要反接b)串了R才有稳压作用。稳压管在稳压中起电流控制作用，使输出电压很小的变化，产生Iz很大的变化，并通过串联电阻R调压的作用达到稳压的作用。如果电阻R取值太小，则稳压管中的电流将可能太大而损坏器件，所以，该电阻又称为限流电阻。2.串联型稳压电路稳压原理稍后自行分析。调整管－调整元件放大作用3.集成稳压电路最简单的集成稳压电路只有输入，输出和公共引出端,故称之为三端集成稳压器。常用的三端集成稳压器有W7800、W7900系列，其内部是由串联型晶体管稳压电路组成。W78系列(输出正电压)，W79系列(输出负电压)典型电压值：5V、9V、12V、15V、18V、24V等。型号后XX两位数字代表输出电压值1.输出固定正电压应用电路：注意：输入与输出端之间的电压差不得低于3V！Ci:抵消输入较长导线的电感，防止自激振荡。Co:稳定瞬时增减负载电流所引起的输出电压的波动。2.输出固定负电压3.同时输出正、负电压注意：1）79系列是2脚输入，1脚接地2）电容极