第九章直流稳压电源

第九章小功率直流稳压电源9.1直流电源的组成及各部分的作用9.2整流电路9.3滤波电路9.4稳压电路uiUo

电源变压器整流电路滤波电路稳压电路utoutoutoutouto单相小功率直流电源将频率为50HZ、有效值为220V的单相交流电压转换为幅值稳定、

输出电流为几十毫安以下的直流电压。9.1直流电源的组成及各部分的作用整流电路是将交流电压变换为单向脉动电压的电路。utoutouto整流元件是具有单向导电能力的二极管或晶闸管。单相整流电路的形式：半波整流全波整流桥式整流倍压整流二极管用理想模型来处理。9.2整流电路9.2.1单相半波整流电路9.2.2单相桥式整流电路9.2整流电路一、工作原理DRLabu2~220V50HZ+–uD+uo–io设变压器副边电压为u2t0234uot0uDt0iot09.2.1单相半波整流电路

DRLabu2~220V50HZ+–uD+uo–io二、主要参数

经整流后得到的单向脉动电压，touo含有丰富的谐波成分，其平均值即为输出电压的直流成分：T负载电流平均值：9.2.1单相半波整流电路

三、二极管的选择

在单相半波整流电路中，DRLabu2~220V50HZ+–uD+uo–io二极管的正向平均电流等于负载电流平均值二极管承受的最大反向电压等于变压器副边的峰值电压在选择二极管时要留有10%的余量，一般取：9.2.1单相半波整流电路

负载上的电压和电流方向始终不变。一、电路的组成构成原则：

保证在变压器副边电压u2的整个周期内，9.2.2单相桥式整流电路

D4D1D2D3u2abRL+-uo~220V50HZ~+~-u2RLD1~D4+-uo~220V50HZ

u2uo+

–D4D1D2D3u2abRL+-uo~220V50HZ二、工作原理u2to23uotoiotou2正半周D1、D3导通D2、D4截止uo=u2D1D3导通iD1iD3u2负半周D1、D3截止D2、D4导通uo=-u2D2D4导通iD2iD4D1D3导通iD1iD3单向脉动全波整流电压电流9.2.2单相桥式整流电路

(+)(-)io(-)(+)u2to23uotoiotoD1D3导通iD1iD3D2D4导通iD2iD4D1D3导通iD1iD39.2.2单相桥式整流电路

三、输出电压和电流的平均值D4D1D2D3u2abRL+-uo~220V50HZu2to23uotoiotoD1D3导通iD1iD3D2D4导通iD2iD4D1D3导通iD1iD3四、二极管的选择9.2.2单相桥式整流电路

D4D1D2D3u2abRL+-uo~220V50HZ

整流电路的输出电压是单一方向的，但是脉动较大，含有较大的谐波成分，不能适应大多数电子线路及设备的需要。滤波电路用于滤去整流输出电压中的谐波。滤波电路的特点：均采用无源电路（电容滤波、电感滤波、π型滤波）；理想情况下，滤波后只保留直流成分，而滤去所有交流成分；能够输出较大电流；9.3滤波电路9.3.1滤波原理9.3.2输出电压平均值9.3滤波电路D4D1D2D3～u2RL+-UOC+1、不带负载RLuoto设uC(0)=0u2正半周(+)(-)o~b段bD1D3导通充电时间常数很小,uC=u2b~c段cD1D3D2D4截止电容无放电回路，uC保持；u2

负半周(-)(+)9.3.1滤波原理

D4D1D2D3～u2RL+-UOC+uoto设uC(0)=0u2正半周(+)(-)o~b段bD1D3导通电容充电很小,b~c段c电容放电很大,u2

负半周(-)(+)c~d段d电容继续放电d~e段eD2D4导通电容充电D1D3导通D2D4导通2、带负载RL9.3.1滤波原理

uotobD1D3导通cdeD2D4导通D1D3导通D2D4导通

电容滤波电路，使脉动减小；RL愈大，RLC愈大，UO

越高；为获得较好的滤波效果，一般取：负载开路时，滤波电容的耐压值应大于D4D1D2D3～u2RL+-UOC+(+)(-)(-)(+)负载平均电压UO升高，9.3.2输出电压平均值

9.4稳压电路

整流滤波电路的输出电压会随着电网电压的波动而波动,随着负载电阻的变化而变化。为了获得稳定性好的电压，必须采取稳压措施。9.4.1稳压二极管稳压电路9.4.2具有放大环节的串联型稳压电路9.4稳压电路9.4.3三端集成稳压器DZ～+CRRLu2D1~D4UI+–UO+–稳压电路IRIDZIO9.4.1稳压二极管稳压电路

稳压二极管的缺点是工作电流较小，稳定电压值不能连续调节。线性串联型稳压电源的工作电流较大，输出电压一般可连续调节，稳压性能优越。1、电路的构成TDZRRLUI+–+–UO–+AR1R2R3四个部分：基准电压电路：R,DZ

基准电压输出电压取样电路：R1,

R2,

R3

取样环节比较放大电路：运放A比较放大调整环节：调整管T调整环节电路引入串联电压负反馈；输出电压在一定范围内可调。2、稳压原理UOUNUBUBE=UB–UO

UBEIBIEUCE=UI–RLIE´UCEUI=UCE+UO

UO9.4.2具有放大环节的串联型稳压电路TDZRRLUI+–+–UO–+AR1R2R3T的调整作用是依靠UN和UZ

之间的偏差来实现的，UO不可能达到绝对稳定。

串联电压负反馈电路，反馈越深，调整作用越强，输出电压越稳定，稳压系数Sr和输出电阻Ro越小。3、输出电压可调范围NP当R2的滑动端在最上端时，最小；当R2的滑动端在最下端时，最大；9.4.2具有放大环节的串联型稳压电路1、输出电压固定的三端集成稳压器W7800系列：W7900系列：输出电压为正；5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V输出电压为负；-5V、-6V、-9V、-12V、-15V、-18V、-24V电路组成：串联反馈式稳压电路W7800123输入端输出端公共端输入端与输出端电压差不能小于3V。9.4.3三端集成稳压器W7800系列三端稳压器的输出电流有1.5A(W7800)、0.5A(W78M00)、0.1A(W78L00)三个档次。金属封装123外壳塑料封装123W78001——输入端2——输出端3——公共端(调整端)2、三端稳压器的外形9.4.3三端集成稳压器C1C2123

+UI

-+W7800

+UO-0.33μF0.1μFC310μFDUI：整流滤波电压；UO：稳压输出电压；C1、C2：实现频率补偿，消除较长接线时的电感效应；C3：减小稳压电源输出端由输入电源引起的低频干扰；瞬时增减电流时，不致引起输出电压有较大的波动；D：当输入端短路时，给C3一个放电通路，防止C3两端电压作用于调整管，造成发射结的损坏。输入端与输出端电压差不能小于2V。9.4.3三端集成稳压器3、W7800的基本应用电路+–CiCo+UI

-W7800

+UO-R2R1R3RL–+A+9.4.3三端集成稳压器4、输出电压可调的稳压电路[例题1]+–+UI

-W7812

+UO-RpR3R4RL–+AR1R29.4.3三端集成稳压器4、输出电压可调的稳压电路[例题2][例题]由三端固定输出稳压器W7805组成的输出电压可调稳压电路如图所示。试求电路输出电压UO的可调范围。输出电压5.625V~22.5VUI﹢﹣2.5kΩR2R1500ΩUPRW1.5kΩR4R3W78052.5kΩ2.5kΩ+-+-UNAUO+15V–15V24V24V21.6V-21.6V28.8V-28.8VD1D2–UO+Ci123+UO3211000F1000F0.33F0.33F1F220V50HZC++C+CiW7815+Co1F+CoW7915RLD29.4.3三端集成稳压器5、正、负输出稳压电路W117、W217、W317系列；

在输出电压固定的三端集成稳压器的基础上，外接一简单电路；调整管比较放大电路基准电压电路保护电路123W117123输入端输出端调整端+UI–R1R2+UO–UREF输出电压1.2~37V；9.4.3三端集成稳压器6、三端可调集成稳压器以上1---为军品级；2---为工业品级；3---为民品级。军品级为金属外壳或陶瓷封装，工作温度范围-55℃～150℃；工业品级为金属外壳或陶瓷封装，工作温度范围-25℃～150℃；民品级多为塑料封装，工作温度范围0℃～125℃。(1)三端可调正输出集成稳压器，国标型号为W117--/W117M--/W117L-W217--/W217M--/W217L--W317--/W317M--/W317L--(2)三端可调负输出集成稳压器，国标型号为W137--/W137M--/W137L-W237--/W237M--/W237L--W337--/W337M--/W337L--9.4.3三端集成稳压器6、三端可调集成稳压器W117系列调整端电流很小，约为50μA。对于特定的W117、W2