第4章 直流电源

第4

章直流电源第4

章直流电源第4章直流电源

第1节

单相整流电路第2节

三相整流电路第3节

滤波电路

第4节

稳压电源第5节

集成稳压器重点串联型稳压电路的结构和稳压原理集成稳压电路第1节单相整流电路整流电路滤波电路稳压电路u1u2u3u4uo整流电路滤波电路稳压电路1.变压将交流电源变换为符合整流需要的交流电压；2.整流交流→直流脉动电压;3.滤波直流脉动电压→平滑直流电压;4.稳压稳定输出电压半波、全波、桥式、倍压整流等小功率单相三相半波、全波、桥式等

大功率三相供电平任务

利用二极管的单向导电性，交流

直流1.正弦电压正负半周二极管的通断分析,电流通过路径2.交流电压有效值U2与直流电压平均值Uo的定量关系3.二极管参数选择第1节单相整流电路电路类型分析要点单相半波整流电路单相半波整流电路正半周u2>0时,二极管导通忽略二极管正向压降

u0=u2波形相同。二极管导通/截止i0u1u2aTbDRLu0+--_+负半周u2<0时,二极管截止：

u0=0第1节单相整流电路1.工作原理二极管上的平均电流ID=Io=Uo/RL二极管上承受的最高电压单相半波整流电路第1节单相整流电路2.输出电压定量计算直流平均值3.二极管参数计算ID和URM二极管上的平均电流：oDI21I=u2RLu2u0的平均值U0：二极管上承受的最高电压：2RMU22U=单相全波整流电路单相全波整流电路整流工作过程u1+-+-+-+-输出电压波形第1节单相整流电路+-u2正半周时电流通路D1-RL-D3u1u2TD4D2D1D3RLuou2负半周时电流通路D2-RL-D4-+单相桥式整流电路单相桥式整流电路第1节单相整流电路u2uD4,uD2uD3,uD1uoU0=0.9U2二极管上承受的最高电压:2RMU2U=二极管上的平均电流:oDI21I=单相桥式整流电路第1节单相整流电路uo的平均值Uo几种常见的硅整流桥单相桥式整流电路第1节单相整流电路平均电流(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单相桥式整流电路第1节单相整流电路例：已知交流电压U1=220V，负载电阻RL=50

，采用单相桥式整流电路供电，要求输出电压Uo=24V，试问：（1）如何选择二极管？（2）求整流变压器的变比及容量。解：单相桥式整流电路第1节单相整流电路

考虑到变压器副绕组及二极管上的压降，变压器副边电压一般应高出5%～10%，即取

试分析图示桥式整流电路中的二极管D2

或D4断开时负载电压的波形。如果D2

或D4

接反，后果如何？如果D2

或D4因击穿或烧坏而短路，后果又如何？uiuo+_+_u2+_RLD2D4D1D3单相桥式整流电路第1节单相整流电路解答第2节三相整流电路三相桥式整流电路三相桥式整流电路

4电路组成D1

、D3、D5构成共阴极组，D2

、D4

、D6负构成共阳极组。工作原理根据二极管的优先导通性质进行分析：共阴极中阳极电位最高的二极管优先导通，共阳极中阴极电位最低的二极管优先导通。同一时间每一组只有一个二极管导通，其余四只二极管承受反向电压而截止。0~t1期间，u2c>u2a>u2b，D4、D5优先导通，D1、D3和D2、D6性承受反压而截止，uo=ucb，电流通路为：c→D5→RL→D4→b。一个周期内每个二极管导通1/3周期。三相桥式整流电路第2节三相整流电路Uo=2.34U2

平均电压：平均电流：二极管的平均电流：二极管承受的最高反向电压：第2节三相整流电路三相桥式整流电路参数计算【注意】整流电路中的二极管是作为开关运用的，整流电路既有交流量，又有直流量输入（交流）——用有效值或最大值；输出（交直流）——用平均值；整流管正向电流——用平均值；整流管反向电压——用最大值。【注意】整流电路中的二极管是作为开关运用的，整流电路既有交流量，又有直流量输入（交流）——用有效值或最大值；输出（交直流）——用平均值；整流管正向电流——用平均值；整流管反向电压——用最大值。几种常见的整流电路第2节三相整流电路三相桥式整流电路作业：P2184.7.14.7.2交流电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。第3节滤波电路滤波原理第3节滤波电路电容滤波电路电容滤波电路a桥式整流电容滤波电路u1u2u1bD4D2D1D3RLuoSCu2tuot设t1时刻接通电源t1整流电路为电容充电充电结束au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSCuc电容滤波电路第3节滤波电路RL未接入时没有电容时的输出波形u2tuot无滤波电容时的波形加入滤波电容时的波形充电放电au1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC电容滤波电路第3节滤波电路RL接入（且RLC较大）时uotu2上升，u2大于电容上的电压uc，u2对电容充电，uo=uc

u2时间常数

=(RL//Rint)Cu2下降，u2小于电容上的电压。二极管承受反向电压而截止。电容C通过RL放电，uc按指数规律下降，时间常数

=RLC放电时间常数

远远大于充电时间常数，滤波效果取决于放电，其值愈大，滤波效果愈好。电容滤波电路第3节滤波电路电容滤波电路第3节滤波电路

Uo有所提高：通常桥式整流取若空载据

选电解电容器原则：则选二极管原则：因有冲击电流流过二极管通常半波整流取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u2u1RLLu0对直流分量:XL=0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,电压大部分降在电感L上。因此,在输出端得到比较平滑的直流电压。第3节滤波电路电感滤波电路电感滤波电路滤波原理

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。U0=0.9U2

当忽略电感线圈的直流电阻时，输出平均电压约为：电感滤波电路第3节滤波电路电感滤波的特点在RC滤波电路或电感滤波后面再接一电容。从而构成RC-

型，其性能及应用场合分别与电容滤波和电感滤波相似。u0Ru2u1C1C2u0´RL第3节滤波电路RC-

滤波电路RC-

滤波电路u0u2u1C1C2u0´RL第3节滤波电路LC-

滤波电路LC-

滤波电路作业：P2184.7.64.7.7第4节串联型稳压电路电路结构的一般形式电路结构的一般形式T+_UI+_+_UO比较放大基准取样URFUO+_C2RL调整元件由基准电压、比较放大、取样电路和调整元件四部分组成。调整元件T与负载串联，通过全部负载电流。比较放大器可以是单管放大电路，差动放大电路，集成运算放大器。调整元件可以是单个功率管，复合管或用几个功率管并联。基准电压可由稳压管稳压电路组成。取样电路取出输出电压UO的一部分和基准电压相比较。因调整管与负载接成射极输出器形式，为深度串联电压负反馈，故称之为串联反馈式稳压电路。+_+_T+_UIUO比较放大基准取样URFUO+_C2RL调整元件第4节串联型稳压电路电路结构的一般形式R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2第4节串联型稳压电路一种实用的串联式稳压电路一种实用的串联式稳压电路稳压原理当UI增加或输出电流减小使U0升高时U0UB2UBE2=（UB2-UZ）U0UC2UCE1输出电压的确定和调节范围第4节串联型稳压电路一种实用的串联式稳压电路R3T1T2UZRRW1RW2R1RWR2RLUO+_+_UIUB2第5节集成稳压电源概述概述从外形上看，集成串联型稳压电路有三个引脚，分别为输入端、输出端和公共端，因而称为三端稳压器。W78XX、W79XX。固定式稳压电路W78XX三端稳压器——稳定正电压输出电压有七个等级：5V、6V、9V、12V、15V、18V和24V。如W7805，输出+5V；W7809，输出+9VW79XX三端稳压器——稳定负电压第5节集成稳压电源W117、W217、W317。输出电流有三个等级：

1.5A,、0.5A（M）和0.1A（L）。如W7805，输出+5V；最大输出电流为1.5A；W78M05，输出+5V；最大输出电流为0.5A；W78L05，输出+5V；最大输出电流为0.1A。可调式稳压电路概述金属封装塑料封装不同封装形式、正负电源管脚号不同。第5节集成稳压电源三端稳压器的外形三端稳压器的外形第5节集成稳压电源三端稳压器的应用三端稳压器的应用输出为固定电压的电路输入端：1、3输出端：2、3C1：0.33

F，防振荡CO：1

F，稳定UOVD3RL+C12W78××+CO1UO—+Ui—+W7800接线图若输出电压较高，接一保护二极管VD，以保护集成稳压器内部的调整管。输入端：3、1输出端：2、1C1：2.2

FCO：1

FW7900接线图VDUO1RL+C12W79××+CO3Ui—+—+第5节集成稳压电源三端稳压器的应用W78XXCIUI+_UO123+_CIW79XX12COCO3UO输出正负电压的电路第5节集成稳压电源三端稳压器的应用COW78XXCIUI+_+_UO123UXXUZRDZUXX:W78XX固定输出电压UO=UXX