模电直流稳压电源

模电直流稳压电源第一页，共四十五页，编辑于2023年，星期日电源变压器: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整流电路滤波电路稳压电路u1u2u3u4uo7.1概述第二页，共四十五页，编辑于2023年，星期日7.2整流与滤波电路1.半波整流电路二极管导通，uL=u2二极管截止,uL=0+–io+–u2>0时:u2<0时:一.单相整流电路u2uLuDt2340第三页，共四十五页，编辑于2023年，星期日主要参数：IL=UL/RL=0.45u2

/RL

uL20t（2）输出电流平均值Io：IL

（1）输出电压平均值UL：第四页，共四十五页，编辑于2023年，星期日（3）流过二极管的平均电流：uD20tURMID

=ILURM=22u（4）二极管承受的最高反向电压：IL

第五页，共四十五页，编辑于2023年，星期日2.全波整流电路+–+–原理：+–+–变压器副边中心抽头，感应出两个相等的电压u2当u2正半周时，D1导通，D2截止。当u2负半周时，D2导通，D1截止。第六页，共四十五页，编辑于2023年，星期日全波整流电压波形u2uLuD1t2340uD2第七页，共四十五页，编辑于2023年，星期日uL20tIL=UL/RL=0.8u2

/RL

主要参数：（2）输出电流平均值IL：（1）输出电压平均值UL：IL第八页，共四十五页，编辑于2023年，星期日uD20t（3）流过二极管的平均电流：ID

=IL/2（4）二极管承受的最高反向电压：第九页，共四十五页，编辑于2023年，星期日3.桥式整流电路（1）组成：由四个二极管组成桥路u2正半周时:D1、D3导通，D2、D4截止+–（2）工作原理：u2uL第十页，共四十五页，编辑于2023年，星期日-+u2负半周时：D2、D4

导通，D1、D3截止u2uL第十一页，共四十五页，编辑于2023年，星期日输出电压平均值：UL=0.8u2输出电流平均值:IL=UL/RL=0.8u2

/RL

流过二极管的平均电流：ID=IL/2u2uL（3）主要参数：二极管承受的最大反向电压：URM=22u第十二页，共四十五页，编辑于2023年，星期日脉动系数Ｓ1:用傅氏级数对桥式整流的输出uL

分解后可得:uL20t基波基波峰值输出电压平均值第十三页，共四十五页，编辑于2023年，星期日集成硅整流桥：u2uL+

–

~+~-

+–第十四页，共四十五页，编辑于2023年，星期日1.电容滤波二、滤波电路第十五页，共四十五页，编辑于2023年，星期日（1）空载（RL=∞）时：u2tuLtuc=uLu2＞uC时：二极管导通，C充电u2＜uC时：二极管截止，C放电。由于RL=∞，无放电回路，所以uC保持。第十六页，共四十五页，编辑于2023年，星期日（2）接入RL（且RLC较大）时u2tiDtu2＞uC时：二极管导通，C充电u2＜uC时：二极管截止，C放电。二极管中的电流uc=uL第十七页，共四十五页，编辑于2023年，星期日近似估算:UL=1.2U2(b)流过二极管瞬时电流很大整流管导电时间越短iD的峰值电流越大电容滤波电路的特点：(a)UL与RLC的

关系：RLC愈大C放电愈慢UL(平均值)愈大RLC较大一般取：(T:电源电压的周期)u2tiDtuc=uL纯电阻负载时，I2=1.52IL第十八页，共四十五页，编辑于2023年，星期日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L。输出电压平均值:UL=0.8U2对谐波分量:

f越高，XL越大,电压大部分降在电感上。

因此，在输出端得到比较平滑的直流电压。对直流分量:

XL=0相当于短路,电压大部分降在RL上第十九页，共四十五页，编辑于2023年，星期日3.其它滤波电路为进一步改善滤波特性，可将上述滤波电路组合起来使用。LC滤波电路RCπ型滤波电路第二十页，共四十五页，编辑于2023年，星期日7.3串联式稳压电路稳压电路的作用: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第二十一页，共四十五页，编辑于2023年，星期日一.稳压电路的主要性能指标常用以下参数来说明稳压电源的质量：1、稳压系数2、输出电阻3、温度系数输出电压：4、最大纹波电压，电压调整率，输入调整因数第二十二页，共四十五页，编辑于2023年，星期日二.稳压管稳压电路1.稳压原理——利用稳压管的反向击穿特性。

由于反向特性陡直，较大的电流变化，只会引起较小的电压变化。第二十三页，共四十五页，编辑于2023年，星期日稳压原理：(1)当输入电压变化时UiUZUoUoURIIZ由图知：第二十四页，共四十五页，编辑于2023年，星期日(2)当负载电流变化时稳压过程：

ILUoURUoIZIR第二十五页，共四十五页，编辑于2023年，星期日2、限流电阻的计算（1）当输入电压最小，负载电流最大时，流过稳压二极管的电流最小。此时IZ不应小于IZmin，由此可计算出稳压电阻的最大值。即第二十六页，共四十五页，编辑于2023年，星期日（2）当输入电压最大，负载电流最小时，流过稳压二极管的电流最大。此时IZ不应超过IZmax，由此可计算出稳压电阻的最小值。即

所以：第二十七页，共四十五页，编辑于2023年，星期日三.串联式稳压电源稳压管稳压电路的缺点：（1）带负载能力差（2）输出电压不可调改进：（1）提高带负载能力——在输出端加一射极输出器UO=UZ-0.7V第二十八页，共四十五页，编辑于2023年，星期日改进：（2）使输出电压可调——在射极输出器前加一带有负反馈的放大器。调节反馈系数即可调节放大倍数UO=AUFUZ-0.7V为了进一步稳定输出电压，将反馈元件接到输出端。

第二十九页，共四十五页，编辑于2023年，星期日Uo+UIRLT1+UCE并联型稳压电路—调整管与负载并联串联型稳压电路—调整管与负载串联串联型稳压电路的工作原理+UI取样电路调整管比较放大电路基准电压UZUF一、结构和稳压原理第三十页，共四十五页，编辑于2023年，星期日稳压的实质：

UCE的自动调节使输出电压恒定二、输出电压的调节范围+Uo+UIR2RLR1R1UFUZR2RP第三十一页，共四十五页，编辑于2023年，星期日第三十二页，共四十五页，编辑于2023年，星期日一、三端固定集成稳压器CW7800

系列(正电源)CW7900系列(负电源)5V/6V/9V/12V/15V/18V/24V一、78、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7.4集成稳压电路及其应用第三十三页，共四十五页，编辑于2023年，星期日例如：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第三十四页，共四十五页，编辑于2023年，星期日封装CW7805123UIUOGNDCW7905123UIUOGND符号CW7800入出213CW790013入2出塑料封装金属封装第三十五页，共四十五页，编辑于2023年，星期日1.基本使用方法+20V+15V注意：输入电压Ui一般应比输出电压端Uo高3V以上。二.三端固定式集成稳压器的使用

C1、C2的作用：防止自激振荡，减小高频噪声、改善负载的瞬态响应。第三十六页，共四十五页，编辑于2023年，星期日2.输出正负电压第三十七页，共四十五页，编辑于2023年，星期日

３.扩大输出电流

T1是扩大输出电流的大功率BJT，T2管是T1的保护管。当输出电流较小，R2上的压降也较小，T1、T2管都不导通。

IO=I

当输出电流大于三端稳压器的输出电流时，使R2上的压降变大，T1导通。IO=I+IC1

第三十八页，共四十五页，编辑于2023年，星期日４.输出电压可调由：可得：第三十九页，共四十五页，编辑于2023年，星期日输出电压可调稳压电路W78C1C2+UI

+U+UOR1R2R3R4(虚短)可产生小于U

的输出电压UO第四十页，共四十五页，编辑于2023年，星期日串联式稳压电路的优点：结构简单，稳压性能好，技术成熟，应用广泛。缺点：它的调整管工作在线性放大状态，功耗大，输出效率低，只有20％～40％；输出电压总是小于输入电压，两者极性也只能是相同的。7.５开关型稳压电路简介

为了提高效率，让调整管工作在开关（饱和、截止）状态——开关型稳压电路

第四十一页，共四十五页，编辑于2023年，星期日一、串联型开关稳压电路开关稳压电源的基本工作原理调整管取样电路开关调整管控制组成框图滤波+UI+UoRLT1AC基准电压三角波发生器R1R2V2LC+UREFuFuAuTuBuEiLIO频率固定的三角波误差放大续流第四十二页，共四十五页，编辑于2023年，星期日工作波形OOOOUOtttOttuTuAuBuEiLuoIOtofftonUI脉宽调制式(PWM)当ｕS为高电平时，T饱和。uE≈UI。电感L储存能量。二极管D反向截止。当ｕS为低电平时，T截止。iE≈0。L产生反电势，并通过RL、D构成的回路释放能量。由于反电势的存在，D处于导通状态。uE≈0。第四十三页，共四十五页，编辑于2023年，星期日BJT的工作周期T为：

占空比为：

则输出电压的平均值为：

即：

稳压原理：

UoqUoUAUF第四十四页，共四十五页，编辑于2023年，星期日1．整流电路（利用二极管的单向导电性）半波整流：UL=0.45U2全波整流：UL=0.8U