第章直流电源G

第4章直流电源4.2稳压电路﹡4.3开关型稳压电源4.4可控整流电路4.1桥式整流、滤波电路

生产和生活中常用到直流电源，而电网提供的交流电，因此须将交流电转换为直流电，完成此项功能的电子设备称为直流稳压电源。原理框图

将电网提供的交流电压变换为电路所需的交流电压。将交流电压变换为单向脉动直流电压。减小整流后电压的脉动程度，以适应负载的需要。在电网交流电压波动或负载变动时，使输出的直流电压稳定。第4章直流电源一、单相半波整流电路1.电路组成uototototo23uou2u2u1uDioioRLT232U22U22U2Im2233uD2.工作原理VDu2正半周负4.1桥式整流、滤波电路

I2=Im2,I2=1.57IO

半波信号平均值、有效值、峰值关系整流电路如图所示，二极管为理想元件，已知负载电阻，负载两端直流电压为100V。试求:(1)直流电流表的读数。(2)交流电压表(V)、交流电流表的读数(设电流表内阻为零，电压表的内阻为无穷大);(3)在下表中选出合适型号的二极管。例1VD1和VD3导通,VD2和VD4截止(相当于开路)u2Tu1RLuoio2.整流工作原理+–+–+–—u2正半周二、单相桥式整流电路1.桥式整流工作的组成由变压器T和二极管VD1VD4及负载RL组成。VD4VD3VD2VD1u2Tu1RLVD4VD3VD2uoio2.整流工作原理—u2负半周VD1+–+–+–VD2和VD4导通，VD1和VD3截止思考：通过二极管的电流？u2Tu1RLuoio+–+–+–—u2正半周VD4VD3VD2VD1u2Tu1RLVD4VD3VD2uoio—u2负半周VD1+–+–+–totototo23232U22U22U2Im2233uD1uD2uOuDiOuD3uD4思考：通过二极管的电流？桥式电路画法u2uo+

–

~+~-

+–集成硅整流桥：设直流电源采用单相桥式整流电路，输入电压为交流380V，负载要求输出直流电压UO=110V，直流电流IO=3A。试求（1）如何选取整流二极管？（2）整流变压器的变比及容量。解：（1）流过整流二极管的平均电流为由于变压器绕组及整流二极管均有压降，故取查手册可知2CZ12D满足电路参数要求。例2（2）变压器变比为变压器副边电流有效值变压器的容量为uou2uDioVDRLTu1Ct0232U21.半波整流电容滤波电路估算公式:UO=1.0U2

2UDRM=2U2注意:UDRu2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.桥式整流电容滤波电路u2Tu1RLVD1VD4VD3VD2uoioCuC2.工作波形u2Tu1RLVD1VD4VD3VD2uOiOCuCtiDuO2U20tt1t4t3t2''0分析RL未接入时的情况?一般取(T:电源电压的周期)（1）近贿似估最算:半波Uo=U2，全极波Uo=1将.2父U2。(3码)流过忽二极确管瞬将时电朱流很贪大RLC越大U0越高,负载志电流溉的平若均值越越大整流涂管导冰电时泳间越为短iD的峰夺值电势流越等大电容滥滤波熊电路惜的特哀点(2悬)输出某电压U0与时路间常臣数RLC有关堂，希景望C足够另大。RLC愈大电容甲器放话电愈袜慢U0(平均蒸值)愈大佛，电容首滤波延电路岛适用禽于输势出电功压较拼高,负载沈电流婶较小诊且负丸载变形动不毁大的补场合锁。注意整流洲、滤统波电揭路小奏结半波云整流绞、桥朱式整切流、唐半波陡电容哲、桥枯式电就容半波听信号啦平均忙值、浴有效般值、上峰值赵关系全波煮信号棕平均好值、谊有效弱值、初峰值至关系I2=析1.趋11IO讨论芬课整流租电路或如图夹所示犹，二挤极管迫为理显想元脖件，矮变压作器副盛边电违压有字效值吸为10表V，负条载电捡阻RL=2座k，变季压器利变比k=姨10。(1伴)求负绑载电觉阻上好电流个的平匆均值模；(2缠)求变辽压器源原边剥电压桃有效多值和旱变压祖器副孕边电众流的溉有效鬼值；(3圣)变压缝器副嫁边电佣压的冠波形泳如图耍所示迫，试英定性航画出掠的波洋形。图示涌电路燥中，村二极珠管为秋理想识元件予，ui为正漆弦交糟流电酸压，翁已知腔交流跟电压叹表的理读数悄为10休0V，负范载电疑阻RL=1忙k，求印开关S断开垦和闭陕合时碧直流久电压炒表和家电流逐表（A）的稻读数械及整谊流电寸流的最大矩值。（绸设各在电压瓶表的趴内阻丛为无秃穷大编，电芹流表构的内羽阻为算零）整流壁电路番如图拣所示免，二童极管勿为理导想元缠件，浊已知绝直流冰电压顽表的亭读数丧为45共V，负最载电捧阻RL=5抹k，整炮流变抖压器和的变拢比k=班10，要羊求：(1抵)说明串电压滤表的济极性宝；(2息)计算面变压狗器原拣边电踢压有柔效值省；(3转)计算面直流忧电流论表(A摇)的读垫数。(设电社流表牲的内纺阻视抽为零种，电邻压表应的内企阻视臣为无太穷大)整流盒电路司如图袄所示近，二叨极管逗为理是想元罢件，诞已知话负载催电阻RL=2该00，负躬载两坑端直减流电振压UO=3冲0V试求暗：(1笨)交流废电压倦表和供交流殿电流扇表(A钓)的读良数(设电味压表杜内阻钻为无潜穷大虑，电裂流表乌内阻贪为零)。(2未)在下央表中浩选出嘉合适灵型号句的二速极管爸。整流脉滤波盛电路窝如图峰，二昂极管某为理蜘想元孤件，斗电容C=谎10甜00华uF负载炎两端虑直流告电压UO=2齐0V负载喂电阻RL=2黑50，试杀求:变压耽器副黄边电浆压有政效值念并在费下表消中选限出合孟适型溪号的叹二极位管。已知假负载案电阻RL=1剑00束Ω，负糠载电访压为12略0V，交才流电堤压频直率为50灵Hz，采列用单贼相桥惹式整奸流电洽路，试求躲：如叼何选扮取整嘉流二呈极管腥及滤罗波电纽奉容器检？解：（a）流穗过整刃流二序极管活的平滩均电驶流为查表猪可知2C示Z1肆1B的最梢大整确流电值流为1A，最在高反馆向耐名压为20参0V，满饶足电贫路参穷数要遗求例24.现2稳压缴电路经过旦整流趁滤波晓后的孔直流启电压短会随蛛着输入透交流香电的政波动或负载耽的变疏化而改修变，铃有时买不能利满足旁负载搁的要无求，抽因此菊还需阔要稳之压环症节。交流电压脉动直流电压整流滤波有波纹的直流电压稳压直流电压稳压跨电源宋类型:目前曾应用开较多,主要薄讨论芹线性乱稳压帝电路鹅。稳压管稳压电路开关型稳压电路线性稳压电路常用稳压电路(小功率设备)电路介最简抖单，开但是卡带负退载能岭力差截，一荒般只星提供纤基准医电压闯，不纹作为阶电源摩使用暖。效率兽较高救，目册前用衫的也持比较际多，屿但因覆学时鞠有限便，这惹里不掀做介菌绍。一、惨硅稳玻压管聪稳压库电路1.稳压吗电路阀的工离作原胆理TRLCUiRIRUZIZVZUou2iou1交流炕输入猫增加近似疑不变实现乎稳压TRLCUiRIRUZIZVZUou2iou1输出窜电流同增加近似芹不变实现友稳压2.稳压猾管参仗数的懒选择（1）稳雨压电照路稳察压的蕉实质嗽是靠德稳压迅管的智调节超作用和电架阻的孙补偿乎作用贵。（2）使遮用稳梢压管由时必菊须串吉联电涨阻。（3）在柜稳压染电路才中，巨稳压紫管通孝常为枝反接诞；UZ=UO，IZm昌ax≥1梯.5~3IOma橡x3.总结勤及注蒜意：RLUiUZIZVZUoioRIR对交捷流电旷源的橡要求限流蔑电阻R的选跳择（1）当，因此（2）当，如图稳压管电路，已知负载电阻由开路变到2KΩ，整流滤波后的电压Ui为30V，设电网电压变化，负载电压Uo=1V,试求：如何选取稳压二极管及限流电阻？解：负载电流最大值取稳压紧管可兴选2C歇W1盗8例3取电网启波动价时限流电阻取整流块滤波失电路药如图看所示后，已金知,稳压园管的仆稳定说电流与当试境求：(1彼)通过悠负载袍和稳睡压管但的电糊流；(2邻)变压刮器副兔边电密压的闸有效炎值；(3闲)通过止二极例管的姿平均裙电流晶和二异极管嗓承受臣的最鸭高反押向电划压。T1调整管R3

、T2比较放大R1

、RW

、R2采样电阻R、UZ基准电压R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2二、坊串联推型晶亩体管雪稳压斗电路（1）电灶路的森组成（2）稳阴压原消理输出仙近似匆不变实现仁稳压（3）输故出电糟压的宗调节浙范围由于IB1为微渴安级架，与IR2相比骡可以谢忽略剪不计反，所帅以有UI=1裹8V，UZ=4录V，R1=R2=RW=4小.7痰k，求狸输出瓜电压惹的调删节范际围。R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2221ZWWOminURRRRRU+++=4=6V4.74.7++=4.74.7+4.7221ZWOmaxURRRRU++=4=12V4.74.7++=4.74.7例4(4恋)实际揭的稳胶压电疤源采旦取的谅改进喊措施1.比较接放大旱级采尚用差肯动放葛大器评或集校成运籍放2.调整赌管采龄用复烟合三系极管3.采用摇辅助苦电源(比较寺放大雕部分弊的电倚源)4.用恒载流源滨负载宾代替岩集电逝极电行阻以粗提高畅增益5.内部惜加短洪路和斯过热敢保护卡电路R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2集成合化集成幸稳压泉电源三、询集成钳稳压妖器将稳姨压电营路集斧成在纸一个妨器件蜘内，被就构娘成集低成稳稀压器缎。具炸有体丧积小柏、可曲靠性巴高、倍使用已简单受等优普点。右图美为W7麻8、79系列欣三端目集成仁稳压春器的冻外形途图，腊其中78系列练输出影电压蛇为正撞、79系列黑输出厕为负罗。a图为店金属伪封装禾，b图为稀塑料叙封装尸。1端:输入违端2端:公共培端3端:输出办端W7切80蜓0系列姻稳压烧器外片形1231端:公共迫端2端:输入怠端3端:输出加端W7照90裂0系列拆稳压母器外协形1231.三端正集成尝稳压负器基耀本稳沙压电悄路Uo=12武VW7亩81费2123Co++UiCi可根条据需曲要,选用W7阔8XX,则Uo=XXV。输入眉与输视出端验之间柿的电关压一薄般不熊得低祖于3V！2.同时陡输出道正、渐负电奶压的较稳压满电路W7烧91港5W7举81齿5CO+1争5V–1腐5VUO1选用羞不同驳稳压炊值的78公XX和79窑XX庭,可构伍成同时清输出句不对立称正文、负忍电压脉的稳兰压电尚路。UiUO1CiCOCiCoW78XXCiUi+_+_Uo132UXXUZRDZUXX:为W7觉8X芦X固定接输出涝电压Uo=UXX+UZ（1）提朵高输重出电如压的县电路3.扩展线应用予电路由于们运放秧的输母入阻俘抗很直高,输出着阻抗打很低划，此裙处为竞电压资跟随财器作穴隔离艰器使膨用,它的化电源脸就借偏助于族稳压勺器的五输入昨直流条电压搞。（2）输忽出电马压可练调式钩电路用W7密80预5组成喇的6－30验V可调碑式稳役压电寄源。W78051321KCICOUI76234UO1KF0070.3333V4K0.1µR1R2（3）钓扩大寨输出迁电流绍的电愁路CW柳78驶00123UiUOCiCORLVIoICI2Io=I2+IC>I2当负突载电池流Io小于颤稳压饲器电片流I2=1勉5时，三极彼管V截止当负瞎载电类流IoI2时,T导通,R则有特点成：结构拘框图乓如图艳，与晶串联城反馈湖式（线串联瓶晶体止管）适稳压偿电路环相比吉，此浮电路监的调之整管沸工作影在开陡关状仍态，贫故称槐为开旋关电失源。效率虹高、矮体积铲小、真重量逝轻，轨但输熄出电粒压纹菜波较谊大。﹡4.席3开关号型稳悉压电顿源别名否：晶闸蹄管（Th渣yr翠is凤to通r）是一种大功缝率半航导体物器件区，出够现于70年代玻。它蝴的出机现使玻半导钱体器蜻件由旷弱电第领域访扩展支到强骑电领筑域。特点横：体积蛮小、锹重量酿轻、脾无噪扁声、货寿命源长、眨容边量大棕（正磁向平偿均电量流达器千安杨、正眼向耐掉压达鸡数千索伏）那。应用膝领域虾：整流唤（交龄流直流冬）逆变评（直慨流交流造）变频曾（交旦流交流信）斩波朽（直税流直流城）此外别还可抚作无芒触点勇开关逼等。一、污可控岗硅（SC疲R)（Sil治ic拒onCon比tr业ol济le拣dRec胆ti管fi乌er）4.欲4可控尝整流等电路1.结构P1P2N1N2四层半导体K（阴极）G（控制极）A（阳极）PN期PN四层振半导林体结鞠构三个

PN结符号AKG阳极阴极控制极APPNNNPGKigß1igß2ß1igKAGT1T2等效质为由且二个骂三极摄管组杀成UGKUAKT1、T2都导河通后载，即猾使去发掉UGK，T1、T2仍然态导通RL(1涨)阳极A加反码向电舍压。可控且硅导殿通的福条件腔：（1）阳现极A加正意电压（2）控翅制极G加正继的触爸发电茎压可控槽硅截底止的蜘条件趴：(2桌)可控窃硅正猜向导况通后察，若欠令其谅关断蠢，必马须减胡小UAK（或枯使UAK反向贷），歇使可让控硅挨中电肠流小嫩于某介一最带小电艳流IH（IH称为维持卷电流）AigßigßßigKGT1T2UAKRLUGKAKG（1）晶捉闸管顺具有遮单向未导电威性。若使戴其关绸断，寒必须赢降低UAK或加江大回朵路电翁阻，害把阳金极电盛流减犯小到养维持养电流手以下随。正向饺导通睛条件旅：A、K间加戴正向跌电压跳，G、K间加晕正的田触发逼信号袭。晶闸设管的喂工作傲原理好小结（2）晶昆闸管嘱一旦能导通不，控累制极糠便失浅去作粥用。3、伏摩安特墨性UIIHIFIG=0时有IG时正向反向U--阳极、阴极间的电压I--阳极电流UBO正向转折电压截止导通导通但后管浑压降期约1V额定肥正向秧平均恭电流维持径电流UBR反向击穿电压(1剪)豪UFR瓶M：正向牲重复声峰值裂电压晶闸丽管耐匹压值著。一纽奉般取UFR迹M=悉80泊%耻UBO（正若向转讽折电笼压）嫌。普通猎晶闸死管UFR莫M为10劣0V蓬--失-3愉00幻玉0V4.主要酬参数UIIHIF额定正向平均电流UBO正向转折电压UBR反向击穿电压UFRM控制米极断技路时内，可鼓以重斩复作颂用在摄晶闸甩管上倚的反耳向重牺复电鞠压。墙一般伪取URR鸣M=樱80坊%距UBR反向慎击穿搁电压渴）。磨普珍通晶汁闸管URR搞M为10风0V狂--民30杰00储V）(2材)子URR丑M：反向丸峰值配电压UIIHIF额定正向平均电流UBO正向转折电压UBR反向击穿电压UFRMURRM(3让)帽IF：正向废平均钉电流通用茄系列挽为：1、5、10、20、30、50、10轧0、20途0、30跌0、40杨0、帜50症0、60赤0、80傲0、10另00和A等14种规链格。UIIHIF额定正向平均电流UBO正向转折电压UBR反向击穿电压UFRMURRM在环雨境温岸度小泻于40度、挡标准哀散热狭和全榴导通亦的条捡件下腾，可睛控硅绞可以亿连续迟通过无的工频害正弦什半波学电流晶的平永均值。设正衰弦半初波电姻流的露最大华值为Im正弦俊半波恨电流浓的有章效值获为It（4）正末向维哑持电择流IH在规笔定的需环境霸温度霞和控辫制极懂断路帮时，沫维持宵可控湾硅继辜续导邮通的蹈最小剃电流冰。二、可控昼整流极电路1.单相瞧半波烧可控份整流砌电路(1务)电路膊及工户作原援理u1u2uTuLAGKRLuG(2匠)工作摊波形(设u1为正停弦波)tu2tuGtuLtuT：控制角：导通角u2>请0时，钻加上莫触发戴电压uG，晶于闸管扇导通乞。抱且uL的大埋小随uG加入廊的早唐晚而蜻变化见；u2<傍0时，找晶闸怖管不览通，uL=猛0。故称厨可控卵整流泪。u1u2uTuLAGKRLuG(3豪)输出骂电压衫及电句流的乏平均静值tuL2(4正)承受卫的最肌高正漏反向屠电压:tuT电感南性负斜载（籍如直菊流电尝动机堂的激剪磁线喂圈）电路最及工邪作原广理D由于且电感臂反电诵动势奏的存吃在，夸晶闸联管在雹一定各时间询内仍邪维持裙导通书，失庭去单锡向导僻电作置用。解决溜办法旗：加父续流暗二极黄管D,加入D的目节的就浪是消译除反愈电动耻势的组影响准，使旋晶闸躁管在u2过零时关馒断GAuLu1u2uTRKL+–u2正半暮周时浊晶闸破管导卵通，u2过零借后，参电感膏产生白反电战动势凤。波形显图2.单相刃全波狐可控载整流县电路一、喊电阻吐性负椅载桥催式可泥控整扮流电期路(1陷)电路虽及工文作原变理u2>撞0的导摄通路争径：u2(A予)T1RLD2u2(B刃)T1、T2--晶闸管D1、D2--二极管T1T2D1D2RLuLu2AB+-T1、D2导通怨，T2、D1截止uGT2RLD1u2(A她)u2(B棒)u2<债0的导局通路妨径：T1、T2--晶闸管D1、D2--