十二(直流稳压电源)课件

第12章

直流稳压电源成都大学工业制造学院第12章

直流稳压电源成都大学112.1直流稳压电源的组成和功能12.2整流电路12.3滤波电路12.4稳压电路12.5集成稳压电源目录12.1直流稳压电源的组成和功能目录2直流稳压电源的作用：

从交流电源变换成平滑而稳定的直流电。直流稳压电源广泛应用于：1.工农业生产中2.国防军事中3.科学实验中4.日常生活中返回直流稳压电源的作用：从交流电源变换成平滑而稳定的直流电。直312.1直流稳压电源的组成和功能一、组成直流稳压电源由：变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分构成。返回12.1直流稳压电源的组成和功能一、组成直流稳压电4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uR。滤波电路——将脉动直流电压uR转变为较平滑的直流电压uF。

稳压电路——清除电网波动及负载变化的影响,保持输出直流电压U0的稳定。二、功能返回电源变压器——将交流电网电压u1变为合适512.2整流电路一、整流电路的任务利用半导体单向导电元件把交流电压转变为脉动的直流电压。二、整流电路的种类整流电路有单相半波、单相全波、单相桥式全波和倍压整流；三相半波、三相桥式全波整流等多种电路。返回以下主要介绍小功率电源中常用的前三种整流电路。12.2整流电路一、整流电路的任务利用半导体单向导61、单相半波整流电路返回(1)电路组成D——具有单向导电性的二极管；u1、u2——大小和方向都随时间变化的交流电。1、单相半波整流电路返回(1)电路组成D——具有单向导电性的7当u2>0时，二极管导通，则：uo=u2且：iD=io=uo/RL单向导通性(2)工作原理返回但此时的uo，其电压、电流大小还是随时间变化，因此，我们称其为脉动直流。当u2>0时，二极管导通，且：iD=io=uo/RL单向8单相半波整流电路的输出uo为脉动直流，且为半波整流波形。且：iD=io=0单向导通性返回当u2<0时，二极管截止，则：uo=0(2)工作原理单相半波整流电路的输出uo为脉动直流，且为半波整流波9单相半波整流电路输出电压波形：单相半波整流电路输出电压平均值：返回单相半波整流电路输出电压波形：单相半波整流电路输出电压平均值10单相半波整流电路中二极管的平均电流和输出电流：单相半波整流电路中二极管上承受的最高反向电压：返回这种除去半周的整流方法叫做半波整流。半波整流是以“牺牲”一半交流为代价而换取整流效果的，电流利用率很低。一般很少采用。单相半波整流电路中二极管的平均电流和输出电流11变压器次级线圈中引出一个抽头，把次级线圈分成两个绕组。2、单相全波整流电路返回(1)电路组成D1、D2——具有单向导电性的二极管；u1、u2——大小和方向都随时间变化的交流电。变压器次级线圈中引出一个抽头，把次级线圈分成12当u2>0,D1导通，D2截止；单相全波整流电路输出uo为脉动直流，且为全波整流波形。当u2<0,D2导通，D1截止。(2)工作原理返回当u2>0,D1导通，D2截止；单相全波整流电路输13单相全波整流电路输出电压波形单相全波整流电路输出电压平均值单相全波整流电路输出电流平均值返回单相全波整流电路输出电压波形单相全波整流电路输出电压平均值单14单相全波整流电路二极管上承受的最高反向电压：单相全波整流电路中二极管的平均电流和输出电流：返回这种巧妙利用正负半周的方法称为全波整流，大大提高了整流效率。但全波整流电路，需要变压器有一个使两端对称的次级中心抽头，这给制作上带来很多的麻烦。另外，这种电路中，每只整流二极管承受的最大反向电压，是变压器次级电压最大值的两倍，因此需用能承受较高电压的二极管。单相全波整流电路二极管上承受的最高反向电压：单相全波整流电路153、单相桥式全波整流电路返回(1)电路组成D1、D2、D3、D4——具有单向导电性的二极管；u1、u2——大小和方向都随时间变化的交流电。3、单相桥式全波整流电路返回(1)电路组成D1、D2、D316(2)工作原理当u2>0时，二极管D1、D3

导通。返回(2)工作原理当u2>0时，二极管D1、D3导通。17(2)工作原理当u2<0时，二极管D2、D4

导通。返回touO(2)工作原理当u2<0时，二极管D2、D4导通。18(3)波形返回单相桥式全波整流电路输出uo为脉动直流，且为全波整流波形。(3)波形返回单相桥式全波整流电路输出uo为脉动直19单相桥式全波整流电路输出电压波形：单相桥式整流电路输出电压平均值：单相桥式全波整流电路输出电流平均值：返回单相桥式全波整流电路输出电压波形：单相桥式整流电路输出电压平20单相桥式全波整流电路二极管上承受的最高反向电压：单相桥式全波整流电路中二极管的平均电流和输出电流(由于每个二极管只在半个周期内导通)：返回单相桥式全波整流电路二极管上承受的最高反向电21思考：单相桥式全波整流

与

单相全波整流异同单相桥式全波整流单相全波整流变压器二极管反向电压输出电压波形整流元件数量二极管平均电流输出电压平均值无中心抽头4全波有中心抽头2全波实际应用中，单相桥式全波整流电路应用较多！返回思考：单相桥式全波整流与单相全波整流异同单相桥式全波整流22单相桥式整流电路中的整流电桥可由四个单独整流二极管组成，也可直接用集成的整流桥块代替。整流桥块二极管桥选择整流元件的主要指标：1.平均整流电流

2.反向耐压

返回单相桥式整流电路中的整流电桥可由四个单独整流二极管组23整流桥实物照片返回整流桥实物照片返回24返回返回2512.3滤波电路滤波的基本概念:交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，其中既有直流成分又有交流成份。滤波电路就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)，滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目的。这一过程称为滤波。返回12.3滤波电路滤波的基本概念:交流电压经整流电路整流后261、电容滤波电路(1)单相半波整流电容滤波电路返回1、电容滤波电路(1)单相半波整流电容滤波电路返回27(2)单相桥式整流电容滤波电路返回(2)单相桥式整流电容滤波电路返回28半波整流滤波电路（C=100UF）波形图整流二极管中的电流滤波输出电压返回半波整流滤波电路（C=100UF）波形图整流二极管中的电流滤29全波整流滤波电路（C=100UF）波形图输出电压二极管冲击电流返回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。全波整流滤波电路（C=100UF）波形图输出电压二极管冲击电302、电感滤波在桥式整流电路与负载间串入一电感L就构成了电感滤波电路。(1)电路结构返回2、电感滤波在桥式整流电路与负载间串入一电感L就构成31(2)电感滤波原理对直流分量(f=0):XL=0,L相当于短路,电压大部分降在RL上。对谐波分量:

f越高,XL越大,电压大部分降在XL上。因此,在输出端能够得到比较平滑的直流电压。(3)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。返回(2)电感滤波原理对直流分量(f=0):XL=0323、LC型、

型滤波为了进一步改善滤波特性，可采取多级滤波的办法,如在电容滤波后再接一级RC滤波电路，或在电感滤波后面再接一电容。从而构成LC型或RC-、LC-型滤波电路，其性能及应用场合分别与电容滤波和电感滤波相似。返回3、LC型、型滤波为了进一步改善滤波特性，可采取多级滤波33(1)L-C

型滤波电路结构返回(1)L-C型滤波电路结构返回34(2)RC-型滤波电路结构特点：

R愈大，C2愈大，滤波效果愈好。但R太大，将使直流压降增加。主要适用于负载电流较小而又要求输出电压脉动很小的场合。返回(2)RC-型滤波电路结构特点：R愈大，C2愈35(3)LC-

型滤波电路结构特点：滤波效果比LC滤波器更好，但整流二极管中的冲击电流较大。电感线圈体积大而笨重、成本高。返回(3)LC-型滤波电路结构特点：滤波效果比LC3612.4稳压电路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)在小功率设备中常用的稳压电路有稳压管稳压电路、线性稳压电路和开关型稳压电路等。返回稳压电路的主要作用：为负载提供不随电源电压波动和负载波动影响的稳定的输出电压。12.4稳压电路稳压管稳压电路开关型稳压电路线性稳压电路37稳压管稳压电路1、电路结构返回2、稳压管稳压电路特点优点：电路简单，元件少。缺点：稳压效果不太好，输出电压不可调，带负载能力差，只能用作提供基准电源。稳压管稳压电路1、电路结构返回2、稳压管稳压电路特点优点：电3812.5集成稳压电源1、集成稳压电源简介随着半导体工艺的发展,现在已生产并广泛应用的单片集成稳压电源，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端、输出端和公共引出端,故称之为三端集成稳压器。根据输出端电压是否可调可分为固定输出式和可变输出式两类。返回本节主要介绍常用的7800、7900系列固定输出式三端集成稳压器组件及其应用。12.5集成稳压电源1、集成稳压电源简介随着半导39分类：正稳压7800系列负稳压37系列正稳压17系列负稳压7900系列三端集成稳压器固定式可调式注意：7800/7900系列型号后两位数字XX代表输出电压值。返回分类：正稳压负稳压正稳压负稳压三端集成稳压器固定式可调式注意40三端集成稳压器实物照片返回三端集成稳压器实物照片返回41三端集成稳压器管脚排列78系列－输出正电压79系列－输出负电压7805＋5V7806＋6V7808＋8V7809＋9V7810＋10V7812＋12V7815＋15V7818＋18V7824＋24V……7905－5V7906－6V7908－8V7909－9V7910－10V7912－12V7915－15V7918－18V7924－24V……输入端输出端公共端输入端输出端公共端返回三端集成稳压器管脚排列78系列－输出正电压79系列－输出负电42(1)输出为固定正电压的电路2、应用电路输出为固定正压时7800系列稳压器的基本接线图如图所示。注意：输入与输出端之间的电压差不得低于3V！返回使用时，三端稳压器接在整流滤波电路之后。(1